為什么是“紅外”？

我們剛說的測溫槍，基本上是采用紅外測溫法。為什么會是“紅外”呢？

 

英國物理學家 F。 W。 赫胥爾在 1800 年作各色光研究時發(fā)現(xiàn)了紅外線，當時稱作“不可見之光”，赫胥爾用三棱鏡將太陽光分解，并在各色光位置上放上溫度計，結果發(fā)現(xiàn)位于紅外線位置的溫度計升溫最快，紅外線熱作用強。之后人們花了一百多年的時間認識紅外輻射的電磁本質，了解探索熱輻射的基本規(guī)律，隨著光學技術、電子技術等不斷發(fā)展，紅外技術也日趨完善，其中紅外測溫技術目前廣泛應用于各個領域，其原理是利用物體表面的紅外輻射來求得被測溫度的。

 

任何物體只要它的溫度高于絕對零度（-273 度），就有熱能轉變的熱輻射向外部發(fā)射，物體溫度不同，其輻射出的能量不同，且輻射波的波長也不同，但總是包含著紅外輻射在內，當物體的溫度在千攝氏度以下時，其熱輻射中最強的電磁波是紅外波。

 

依據此原理，紅外測溫槍基本的測溫過程是這樣的：由人體發(fā)射出的能量經光學系統(tǒng)匯聚到紅外探測器上，探測器將入射的輻射轉換成為電壓信號，電壓信號送入接收系統(tǒng)后，經過數據處理及曲線自動擬合，最后準確推算出被測人體溫度，以數字方式顯示輸出。

 

那測到紅外輻射能量是怎么計算出物體溫度，它們之間一個什么樣的關系呢？

 

19 世紀科學家斯特藩和玻耳茲曼通過實驗和計算得出了黑體輻射定律：MB（T） = σT4 （σ為常數），這個定律告訴我們，單位時間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能和其本身的熱力學溫度的 4 次方成正比。

 

當然實際物體（非黑體） 的輻射定律一般比較復雜，需借助于黑體的輻射定律來研究，主要是受物體的發(fā)射率影響，不同物體的發(fā)射率不同，可通過查表或實驗得到，紅外測溫槍可以因物體材質、結構、厚度等等所導致的紅外幅射力誤差作出校正，比較準確地測出該物體的表面溫度。

 

“紅外測溫槍”靠譜嗎？

影響測量結果的原因是多方面的。

 

其一，客觀物理因素：

 

由于“黑體輻射定律”是在工作物質是理論黑體的情況下演算的，而生活中物質因為材質關系都是屬于不同“純度”的黑體，這個純度用“發(fā)射率”來表示。

 

理論黑體的發(fā)射率是 1，平時我們測溫槍用的大多數都是 0.95 的發(fā)射率，這適用于生活中大多數的情況。所以你可以觀察一下，你能見到的測溫槍顯示屏基本上都會寫著“0.95”的字樣。

 

但這個 0.95 畢竟是根據被測物的材質而定的浮動值，這是測溫槍很難絕對準確的原因之一。

 

其二，污染因素：

 

由于信息是通過電磁輻射（光）傳導的，這不可避免的會受到煙塵和水蒸氣等外界因素的影響；另外，機器入射口處的透鏡污染也是干擾項的一環(huán)。

 

其三，機器精度：

 

因為成本原因，我們平時所用的測溫槍大多沒有用更精確的雙色測溫法技術，內部元件的精細度也參差不齊；再有就是使用時的距離誤差導致的數值波動了。

 

但是，這些有限的缺點還是很難成為我們拒絕測溫槍的理由。

 

現(xiàn)在我們正在使用的紅外測溫槍，比傳統(tǒng)的熱傳導測溫方式還是優(yōu)秀太多了——響應時間短、測溫效率高，不用接觸被測物體依然可以有著相對可靠的準確度，同時制作成本低廉，操作起來也足夠方便。

 

所以反過來想想，有這么多客觀因素的影響，紅外測溫槍依然能保證測量溫度維持在相對精確的范圍內，這本身就是一種很厲害的事。它沒有那么完美，但依然是一種有限范圍內，可以選擇到的好產品。

 

“紅外測溫槍”的使用注意事項

1、必須準確確定被測物體的發(fā)射率；

 

2、避免周圍環(huán)境高溫物體的影響；

 

3、對于透明材料，環(huán)境溫度應低于被測物體溫度；

 

4、測溫儀要垂直對準被測物體表面，在任何情況下，角度都不能超過 30℃；

 

5、能應用于光亮的或拋光的金屬表面的測溫，不能透過玻璃進行測溫；

 

6、正確選擇跟離系數，目標直徑必須充滿視場；

 

7、如果紅外測溫儀突然處于環(huán)境溫度差為 20℃或更高的情況下，測量數據將不準確，溫度平衡后再取其測量的溫度值。