红外测温系统论文答辩

红外温度传感器原理及应用

红外温度传感器原理及应用，传感器的应用非常广泛，它具有一定的转换能量的作用，在各行各业我们其实都能看到传感器的身影，那么下面为大家分享红外温度传感器原理及应用。

红外温度传感器，在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于～100μm的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。

温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。

红外线：

红外线是一种人眼看不见的光线，但事实上它和其它任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物体只要它的温度高于热力学零度，就会有红外线向周围辐射。红外线是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。它的波长范围大致在μm的频谱范围之内。

红外辐射：

红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发现，太阳光谱的各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且zui大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或者热射线。

传感原理：

热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化，也可通过适当变化变为电量后进行测量。

红外温度传感器应用

非接触式温度测量

红外辐射探测

移动物体温度测量

连续温度控制

热预警系统

气温控制

医疗器械

长距离测量

红外温度传感器在智能空调上的应用

舒适的生活环境是我们大家共同追求的，随着电子技术的发展，科技已经改变了我们周围的生活，科技化智能化的家居生活将成为可能。空调作为重要的家电产品，其创新发展技术也在不断进步，新型的智能空调运用多种传感器技术以及新型科技技术，实现了空调健康舒适、节能环保的智能化目标。

红外温度传感器在智能空调上的应用

传统的`空调出风量和出风的位置是固定不变的，人们在房间的时候，空调的出风大小是不会改变的，这样只能固定的出风，不仅满足不了人们的需求，而且浪费电量，新型的智能传感器安装了利用红外传感器设计的动感仪，红外温度传感器感应人体活动量，按需分配风量。

让不同的人各有舒适，空调上的动感仪可以对室内空间进行5区域的划分，并实时监控5个区域，并在140度的大范围实时监测和敏锐感知人体活动量并进行分区差异化按需送风，以此适应不同家庭成员的个性化使用需求，进而提高空调房间的整体舒适性。

智能空调的动感仪由三组不同角度的红外温度感应器构成，每组动感仪有2个感应头，共有6个感应头对出风口进行智能调节风量及风向，自动识别人体位置和活动量，不断更新采集数据，智能分析数据，根据不同的人体活动量进行差异化送风，让不同活动量的人都感觉舒适，并且减少了达到人感所需温度的时间。

1、红外线温度计的原理

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。在光学系统视场内的目标红外辐射能量被汇集，视场的大小根据测温仪的光学零件及其位置确定。

红外能量在光电探测器上聚焦而且转变为相应的电信号。这个信号会经过放大器和信号处理电路，而且按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变成被测量目标的温度值。另外还要考虑到目标和测温仪所处的环境条件，如温度、污染、污染和干扰等因素对性能指标的影响以及修正方法。

① 1800年人类发现红外线辐射，第二次大战之后，应用红外线与表面温度的关系制成温度计的研究和商品，大量涌现

②红外线温度计，根据物体所发射出来的红外线测温;

红外线温度计测温时不发射红外线

③所有物体在绝对温度(-273℃)以上皆会发射红外线

④每种物体之红外线辐射率ε(emissivity)皆不同，使用红外线温度计量测温度时必须设定辐射率，藉以换算成正确温度值

⑤ 红外线温度计可藉由吸收计算红外线量，通过望远镜远端遥测温度，一般商业化机型，可遥测数百公尺外之电线接头温度

2、红外线温度计应用范例

①防疫

快速筛检群众中温度异常者;快速筛检动物、家畜中温度异常者;这一点在今年的疫情中已经有所表现。

②农牧/农产

冷冻食品的保存温度量测;腐烂发酵食品或水果的检出;家畜宠物健康温度管理

③建筑

确认墙壁、门窗的隔热效果;确认冷气、空调空气循环是否均匀;查验断路器、电线、插座是否超载

④侦探

确认短时间内，是否有人用过：电器、电话、电脑、汽机车。

⑤汽机车安全检查

快速检查轮胎温度是否异常，以便进行充气或洩压。

检查不工作的火星塞，熄火的汽缸还有燃料喷头的温度。

诊断车辆冷却系统并且找到冷煤洩漏点。

检测电气接点或者保险丝是否有异常。

3、红外线额温枪优缺点

红外线温度计量测时易受到外在光线及辐射干扰，譬如说以耳温枪当作额温枪使用时，因为有其他外在之光源及辐射干扰，会造成精密度下降之现象

红外线额温枪优点：

①快速测温：免除更换保护套，操作迅速

②免接触，避免了被测者不适，免除感染机会

③免除耗材成本，不需要加套保护套测温，无耗材

④可快速筛检群体中温度异常之个人，再用耳温枪确认其真实体温，节约测量耗时，节省成本

红外线额温枪的缺点：

①易受到外在光线及辐射干扰

②体外温度易受环境温度影响，跟体内实际温度有所差距，(例如：位于冷藏室工作之人员，其额温一定偏低)

③化妆品及肤色，因为红外线辐射率不同，会影响显示温度精度

最后分享一下哪些物质是适合红外线温度计测量的以及哪些是不适合用红外线温度计进行测量的。

①下列物质有较高的发射率，且很适合红外的温度计测量：

衣物、塑胶、玻璃、陶器、皮肤、水及水溶液、牛奶、树木、植物、土壤

②下列物质有较低的发射率特性，不适合红外温度计测量：

黄金、铝、任何发光物体

③具有镜面反光效果之材质不易以红外线方式量测，(例如：不锈钢、铝合金…等)

解决方法：量测会反光之物件，可在物体表面以不反光之黑色漆喷涂

红外测温的原理是什么

通过红外热成像技术以及人脸识别技术叠加，实现温感摄像头系统结合了人脸识别和热成像体温检测功能采集相关信息，实现身份信息与体温匹配。同时自动排除干扰人体测温的因素，只针对人脸额部测温，做到人脸和温度即时可见。

红外测温仪是一种非接触式测温仪表，该仪表通过接收测量被测物辐射的红外光线来确定被 测物的温度，具有精度高、响应速度快、操作方便、使用寿命长等特点。非常适用与于运动物 体和热电偶无法测量的场所测温。 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。

光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

红外辐射测温仪的标定：

红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差,则需退回厂家或维修中心重新标定。

红外辐射测温仪信号处理功能：

测量离散过程(如零件生产)和连续过程不同,要求红外测温仪有信号处理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如测温传送带上的玻璃时,就要用峰值保持,其温度的输出信号传送至控制器内。

红外线测温仪是利用波长在～100μm之间的红外线，对物体进行扫描成像，来进行对物体的设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等，因此，红外线测温仪一直以来都是国家研究的重要项目，包括在日常生活中，甚至在医学领域中，都是充当着一个重要的角色，为我们检测出许许多多存在却看不见的问题，但是他的工作原理是什么?小编为你们解释。

红外测温的理论原理

在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光谱辐射功率P(λT)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λT)。根据这个关系可以得到相应的的关系曲线，即可的出：

(1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。

(2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动(向左)，并且满足维恩位移定理 ，峰值处的波长 与绝对温度T成反比，虚线为 处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。

(3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵敏度高)，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。

红外线测温仪的原理

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度，使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度。

这是小编总结的红外线测温仪的原理，大家是否清楚知道了?就是测量温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出的红外线。它在检查、维修和标定的温度方面能够大大提高工作效率，节约时间，提高设备和系统的可用率。红外线测温仪现在已经用于电力、冶金、石化等多个方面了，甚至连航空运输方面也是红外线测温仪的领域。

自然界中除了人眼看得见的光（通常称为可见光），还有紫外线、 红外线等非可见光。自然界中温度高于绝对零度(-273℃)的任何物体，随时都向外辐射出电磁波（红外线），因此 物体表面对外辐射热量的大小，热敏感传感器获取不同热量差，通过电子技术和软件技术的处理，呈现出明暗或色差各不相同的图像，也就是我们通常说的红外线热成像；将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后，实现了热像与温度之间的换算。人体测温摄像机技术核心是红外热像加可见光图像的双光谱成像摄像机，将双光谱成像摄像机安装在进出通道，让镜头直视通道的卡口位置（注明：精确测温必须在被检测点位配置一个黑体仪，做被检人员的温度参考校正）；测温摄像机对迎面过卡口人流的面部、额头等身体外露部分进行在线实时测温。当检测到的温度大于设定温度时（如℃），即出现疑似发热人员，系统将马上锁定最高温的人员并报警提醒值守人员，按预案进行处置。

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

1、红外测温由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

2、在自然界中，一切温度高于零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布一一与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

3、红外测温仪原理黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。但是，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。

所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

4、当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

红外测温需要的注意问题

为了测温，将仪器对准要测的物体，按触发器在仪器的LCD上读出温度数据，保证安排好距离和光斑尺寸之比，和视场。

红外测温仪使用时应注意的问题：

1、只测量表面温度，红外测温仪不能测量内部温度。

2、波长在5um以上不能透过石英玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温（不锈钢、铝等）。

3、定位热点，要发现热点，仪器瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动，直至确定热点。

4、注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。

5、环境温度，如果测温仪突然暴露在环境温差为20℃或更高的情况下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。

参考资料：百度百科-红外线测温仪