南京凯基特电气有限公司主要生产销售压力变送器、称重传感器、拉压力传感器、扭矩传感器、测力传感器系列产品!
全国服务热线
025-66098387
称重传感器技术知识
无需接触,一秒测温,红外温度传感器工作原理与关键使用技巧
时间: 2021-10-10 23:19:15 浏览次数:0

当你匆匆走进医院大厅或机场安检通道,无需停留,额前一道红光闪过,体温瞬间完成测量;维修工程师无需停机断电,手持一个“小镜头”扫过电机外壳,发热隐患便一目了然。这种高效、安全的“魔法”背后,正是红外温度传感器的强大力量。

红外温度传感器,或称红外测温仪,其核心在于实现非接触测温。它无需触碰物体,仅凭接收目标散发的红外辐射能量即可快速感知温度变化。

感知热的“密码”:非接触测温的核心原理

一切温度高于绝对零度(-273.15°C)的物体,其内部原子和分子都在进行热运动。这种运动会产生电磁辐射,其波长落在我们肉眼不可见的红外波段。红外温度传感器工作的理论根基正是斯蒂芬-玻尔兹曼定律:物体向外辐射的能量与其自身绝对温度的四次方成正比。简言之,物体温度越高,其辐射出的红外能量就越强。

传感器中的核心部件是红外探测器。当它接收到目标物体辐射出的红外能量后,会将其转化为相应的电信号。传感器内部电路经过精密的放大、处理和计算,最终将电信号转化为我们可以直观读取的温度数值显示出来。这个过程极其迅速,通常只需一秒甚至更短的时间。

让数据可靠:至关重要的使用注意事项

利用红外测温便捷高效的优势,精准测量是核心目标。实现这一点,离不开对一些关键因素的深刻理解和把控:

  1. 深刻理解发射率: 这是红外测温精度最重要的影响因素。不同材质表面,其辐射红外能量的能力各不相同。理想化的“黑体”发射率为最大值1.0,能完全吸收并辐射所有能量。实际物体发射率均小于1.0。
  • 默认陷阱: 许多仪表默认发射率设定为0.95(适用于多数有机材料、油漆或氧化表面),但面对金属(尤其是光洁未氧化的铝、不锈钢、铜等,发射率可能低至0.1-0.3)或特殊物质时,必须手动调整发射率!否则将导致严重测量偏差
  • 提升精度: 准确设定发射率是红外测温的核心技巧。对于关键测量,建议参考标准发射率表或通过接触式测温辅助校正。
  1. 距离与光斑大小: 红外传感器并非测量“一个点”,而是测量其光学系统视场范围内目标区域的平均温度。光学分辨能力通常用 距离系数比(D:S)表示。例如,10:1意味着在1米远的位置,光斑直径约为10厘米。
  • 距离过远: 光斑过大,可能包含背景物体或环境温度干扰,造成读数不准。
  • 核心原则: 确保被测目标完全覆盖住传感器的测量光斑。 测量小目标时务必靠近,或选用高D:S比(如50:1或更高)的专业型号。
  1. 警惕环境干扰源: 传感器探头与被测目标之间的空气介质对红外辐射存在影响。严重的灰尘、烟雾、水蒸气(蒸汽)会吸收或散射红外线。尽量避免在这些干扰条件下进行高精度测量。同时,强环境光(如阳光直射传感器镜头)或强电磁场也可能影响读数稳定性。

  2. 环境温度变化: 剧烈变化的自身温度(如仪器刚从高温/低温环境取出)或极端的现场环境温度,可能影响传感器内部电子元件的性能和参考点。为保证精度,应让仪器在测量现场稳定一段适应时间,或选用具备良好温度补偿功能的产品。

  3. 目标状态与背景: 被测目标的表面特性至关重要。

  • 反射表面陷阱: 光洁、镜面般的物体(如抛光金属)具有高反射特性,容易将附近的热源(如操作者本人、太阳光、加热器等)辐射反射进传感器,导致虚高的读数。测量时应调整角度避免直射反射光,或通过贴测温胶带等临时提升发射率的方法解决。
  • 背景温度影响: 当被测目标温度与周边环境温度差异巨大时(如热目标在冷背景下),目标边缘区域的红外辐射可能受到背景影响。确保目标足够大并占据整个光斑。

解读参数,选对工具

除了掌握核心使用技巧,了解传感器关键性能指标也至关重要:

  • 测量范围: 明确你需要测量的最低和最高温度。
  • 精度: 通常表示为 ±X% rdg ±Y°C,如 ±2%rdg ±2°C。这直接关乎数据可靠性。
  • 响应时间: 达到最终读数所需时间,在测量快速移动或温度变化剧烈的目标时尤为重要。
  • 距离系数比: 如前述D:S,决定你能在多远距离准确测量特定大小的目标。
  • 光谱范围: 探测器响应的红外波段,与特定应用(如玻璃测温需特定波段)相关。

场景延伸:非接触测温的广阔天地

了解原理并掌握要点后,红外温度传感器的应用潜力将被充分释放:

  • 工业维保: 快速扫描电气设备(断路器、接线端子、变压器)、旋转机械(电机轴承、泵体)、管道阀门是否有过热点。
  • 暖通空调(HVAC): 检测送/回风温度、风管泄漏、散热器效率。
  • 研发/实验室: 监测电子元件的发热、化学反应过程温度、材料特性研究(非破坏性)。
  • 医疗筛查: 快速进行人体体表温度筛查(如额温、耳温)。
  • 食品加工: 监控烹饪、储存或运输过程中的食品表面温度。
  • 科研与安防: 特殊领域如消防员热成像搜救、安保红外监控等。

红外温度传感器以其非接触、快速响应、使用安全的特性,已成为现代测温技术中不可或缺的重要工具。想要真正发挥其威力而非被数据误导,深入理解其辐射测温原理,并时刻谨记发射率设定、光斑控制、环境干扰排除这三大关键注意事项。掌握这些核心要素,你手中的红外测温仪才能真正成为探索温度世界的可靠钥匙。

南京凯基特电气有限公司

Copyright © 南京凯基特电气有限公司 版权所有 苏ICP备12080292号-5
全国服务电话:025-66098387传真:025-87168200
公司地址:江苏省南京市江宁区科宁路777号申智滙谷9栋101

电话
服务电话:
025-66075066
微信

微信公众号