紅外線測溫儀的工作原理是什么？

紅外線測溫儀是一種非接觸式測溫儀器，通過接收目標(biāo)物體的紅外輻射能量來確定其溫度。紅外線測溫儀的工作原理主要基于兩個(gè)基本概念：普朗克定律和斯蒂芬-玻爾茲曼定律。

紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外人體測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計(jì)算機(jī)軟件，每一系列中又有各種型號(hào)及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號(hào)測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號(hào)對(duì)使用者來說是十分重要的。

紅外測溫儀包括手持式紅外體溫檢測槍、全自動(dòng)紅外體溫檢測儀以及與人工智能相結(jié)合的紅外體溫檢測系統(tǒng). 目前市面上常用的手持紅外體溫檢測槍是以額溫式體溫槍為主。在這次疫情中，手持式紅外體溫槍因其便攜、檢測速度快而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、車站、機(jī)場、社區(qū)、家庭等，成為鑒別是否發(fā)熱的“好幫手”。

一、普朗克定律

普朗克定律描述了黑體輻射的能量與頻率和溫度之間的關(guān)系。在一定的溫度下，黑體的輻射能量由下式給出：

E(f, T)= (8π)σ(f2T2?f1T1)/(e^(f/T)?1)dfdf

其中，f是輻射的頻率，T是黑體的溫度，σ是斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)。這個(gè)公式表明，黑體的輻射能量隨著頻率的增加和溫度的升高而增加。

二、斯蒂芬-玻爾茲曼定律

斯蒂芬-玻爾茲曼定律描述了物體的總輻射能量與它的溫度之間的關(guān)系。這個(gè)定律表示為：

E(T)= σT4

其中，E(T)是物體的總輻射能量，T是物體的溫度，σ是斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)。這個(gè)公式表明，物體的總輻射能量隨著溫度的升高而增加。

三、紅外線測溫儀的工作原理

紅外線測溫儀的工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

收集目標(biāo)物體的紅外輻射能量。

紅外線測溫儀通常使用光學(xué)系統(tǒng)來收集目標(biāo)物體的紅外輻射能量。這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)通常包括一個(gè)紅外線傳感器和一個(gè)光學(xué)元件，如透鏡或反射鏡。紅外線傳感器的作用是將接收到的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

過濾紅外輻射能量。

紅外線測溫儀通過濾光片或干涉濾光片來過濾紅外輻射能量，以選擇性地接收特定波段的紅外輻射能量。濾光片的選擇取決于測溫儀的測量范圍和測量精度。

檢測電信號(hào)。

紅外線測溫儀通過檢測電信號(hào)來確定目標(biāo)物體的溫度。通常采用熱電堆或熱電偶等熱敏元件作為檢測器，將接收到的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。檢測器輸出的電信號(hào)與目標(biāo)物體的溫度有關(guān)，可以通過電路進(jìn)行處理和放大。

校準(zhǔn)和顯示溫度。

為了準(zhǔn)確地測量目標(biāo)物體的溫度，紅外線測溫儀需要進(jìn)行校準(zhǔn)。通常采用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或其他已知溫度的參考源來校準(zhǔn)測溫儀的輸出溫度。校準(zhǔn)后，紅外線測溫儀將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù)，并通過顯示器顯示出來。

此外，紅外線測溫儀還需要考慮其他因素，如環(huán)境溫度、濕度、大氣吸收和發(fā)射率等，以獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。為了提高測量精度和可靠性，現(xiàn)代紅外線測溫儀通常采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和算法來處理接收到的紅外輻射能量。

總之，紅外線測溫儀在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外線測溫儀的性能不斷提升，測量范圍更廣，精度更高，可靠性更好，為各個(gè)領(lǐng)域的溫度測量和監(jiān)控提供了強(qiáng)有力的支持。