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红外线体温计测量哪个部位最准确 红外线温度计是什么原理?准不准?

浏览量:4401 时间:2023-07-14 18:29:16 作者:采采

红外线温度计是什么原理?准不准?

红外温度计

红外温度传感器仪器的设计从简单的手持温度计到复杂的专用仪器,价格高达数百甚至数千美元。然而,一些构建块对于大多数设计是通用的。

典型的红外温度计由光学元件、红外探测器、电子器件和显示或接口输出级组成。光学组件将辐射能量聚焦在红外探测器上,并滤除所需波长带之外的辐射。这些组件包括收集光学器件、透镜、光纤和光谱滤光器。

红外检测器

大多数红外探测器是单波长(也称为单色)或双波长(也称为双色)类型。单波长探测器测量特定波段的红外能量,仪器根据探测器输出和预设的发射率计算出物体的温度。有些温度计的发射率是可调的,而大多数简单的温度计的发射率是固定的。

双波长探测器测量两个不同波段的能量,仪器根据两个读数的比值计算出温度。如果两个波段的发射率或能量变化相同,测量精度不会受到影响。由于物体的变化或移动、镜头污染或错位或视觉障碍,发射率或辐射能量可能会发生变化。双波长检测器的缺点是成本高,在一定条件下准确度低。

许多材料和表面的发射率在红外波长范围内保持相对恒定,在任何窄波段测量能量都是可以接受的。其他材料由于反射率或透射率高,发射率波段有高有低,需要调谐到高发射率波长的窄带探测器。

典型的红外温度传感器由光学元件、红外探测器、电子器件和显示或接口输出级组成。光学将红外能量聚焦在探测器上,探测器将红外能量转换成电信号。经过放大、线性和温度稳定后,电信号被转换成代表测量温度的值。

另一个因素是氛围。它的透射系数对波长曲线有许多峰和谷,几乎从一个地方摆动。0到接近零,阻断红外能量传输。大多数通用红外温度传感器使用7至14微米之间的最大高透射带,以最小化大气衰减。

为了测量红外波长光谱中发射率变化较大的物体以及被玻璃、烟雾、蒸汽或其他障碍物覆盖的物体的温度,工程师需要使用窄带红外探测器。例如,短波长探测器处理可变发射率物体、透镜污染和透过玻璃窗的测量。长波长探测器由于发射率变化更容易产生误差,但温度范围更宽。

特殊应用,如测量玻璃、晶体、火焰、气体和薄膜的温度,需要具有特定窄带的探测器。例如,在测量玻璃温度时,以5微米为中心的窄带检测器可提供最佳结果。金属和金属箔通常需要1微米的探测器,它的辐射水平最高。

根据工作原理,红外探测器分为热探测器和光电探测器。热红外探测器吸收入射光能,提高传感元件的温度改变探测器的电特性,:热电堆产生热电电压,测力计改变电阻,热释电器件改变极化。一般来说,它们比光电探测器慢。

热电堆是通过将几个热电偶串联起来并使它们的热接点与黑体接触而制成的,黑体吸收辐射的红外能量并加热热接点。冷结放在探测器区,有足够的散热。这类探测器响应快、频带宽、动态范围大,常用于通用、汽车、空调和人体温度计。

测力计使用一种随温度而改变电阻的扁平材料。电路将电阻变化转化为电压变化,由仪器进一步处理。测力计常用于测量低水平红外能量,通常作为望远镜的附件。

热电装置会在体温变化时充电。为了产生有用的信号,入射光的红外能量必须为 "脉冲 "。输出峰峰值交流信号与脉冲能量成正比。由于被测物体发出的能量通常是稳定的,使用热释电探测器的温度计在传感器前有一个机械或光学斩波器。这些传感器用于许多家庭安全系统。

光电探测器建立在硅衬底上,具有红外敏感区域,当受到光子影响时会释放自由电子。电子流产生与入射能量成比例的电信号。这些探测器通常用作热成像系统中的阵列。

需要保护检测器免受环境影响,所选的窗口材料必须允许正确的波段以最小的衰减通过。硫化锌或锗窗最适合长波长探测器,玻璃适合短波长探测器,应时适合中波长光谱。一些仪器使用光纤光导将辐射引导至检测器。

由于所有类型的红外探测器都会产生微电压范围内的信号,因此探测器后应跟随高增益放大器。探测器输出对温度的曲线不是线性的,随着环境温度的变化波动很大。为了解决这个问题,信号调理电路稳定温度,使信号线性。许多应用需要模数转换器(ADC)将温度读数转换为数字格式。

手持和许多其他类型的仪器具有内置显示器,而其他设备通过RS232或RS-485电缆连接到计算机、数据采集系统或温度控制系统。一些仪器模拟热电偶输出,而其他仪器具有0-20mA或4-20mA电流环路或电压输出。

任何红外温度传感器应用的关键规格和注意事项是FOV和距离;光谱带;响应时间;准确性和可重复性;被测物体或介质的发射率;物体和红外温度传感器之间的介质,例如真空、空气、蒸汽、气体、玻璃或其他;物体温度范围;安装或持有应用程序;和输出信号或显示的类型。

FOV代表圆(目标)的直径,红外探测器将 "查看 "离测量表面一定距离。但是,总有一个最小的目标直径,这取决于光学系统和检测。设备的大小。探测器测量目标区域内所有物体的平均温度。FOV通常被称为距离与光斑尺寸之比,即仪器与目标之间的距离与目标直径之比。

例如,10: 1号的距离与光斑尺寸比意味着,如果被测表面距离温度计10英寸,它将测量并平均1英寸圆的温度。直径。把温度计调到20度。目标将增加到2英寸。等等。当它离目标1英尺远时,带有1: 1刻度的温度计将测量一个1英尺直径的圆。

专为测量小面积而设计的温度计视野很窄,只能测量不到十分之一英寸的物体的温度。例如,如果将这样的温度计放在pc板上的元件附近,它将只测量元件的温度,而忽略它。

它周围的组件。

其他光学系统允许在几十英尺的距离上精确测量直径几英寸的点的温度。然而,这种测量需要精确的指向。虽然仪器顶部的缺口提供了一些帮助,但瞄准灯和内置的激光笔被证明是最有帮助的。

不幸的是,如果用户不熟悉红外温度计的操作和FOV概念,激光笔可能偶尔会导致错误的测量。一些第一次使用的用户错误地认为他们看到的激光束与测量温度的过程有关。他们假设仪器显示的是激光束与表面相遇的点的温度。这样的测量不会产生令人满意的结果。

实际上考虑一下:。

避免因环境因素(如污垢、灰尘、烟雾、蒸汽、其他蒸汽、极高或极低的环境温度以及其他设备的电磁干扰)而降低测量精度。

选择红外温度传感器,其波段与被测物体(尤其是高反射物体)以及温度计与被测物体之间的介质(尤其是玻璃、烟雾或蒸汽)相兼容。

选择温度范围不高于最高应用温度的仪器。超出所需的温度范围会导致精度降低或仪器成本增加。

红外温度传感器对其视野内所有物体的温度进行平均。:选择具有适当视野的仪器并计算适当的距离,以便只测量所需的面积。

避免热物体靠近被测物体。它们将被测量物体反射或透射的能量辐射到温度计的FOV中。

医院门口的红外线测温仪准吗?

不太准确。

有很多因素,比如环境温度,距离,人从冷空气来的时候是不准确的。我们单位买了四个额头测温枪和一个16探头红外测温仪,和玻璃测温仪的实际温度相差零点几度。

如果温度计突然暴露在20℃或更高的环境温差下,仪器将在20分钟内调整到新的环境温度。

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