紅外成像儀是一種采用紅外探測技術,通過探測器和光電轉換器件接收目標物體的紅外輻射能量分布圖案,并將其轉換為電信號的設備。
它利用物體發出的紅外輻射來測量溫度分布,所以又叫紅外測溫儀或紅外熱像儀。
隨著科學技術的發展,特別是現代微電子技術和計算機技術的引進和發展,傳統的紅外測溫技術有了新的突破和提高。目前常用的非接觸測溫方法有:黑體輻射法、半導體制冷原理法、微波表面發射率法和光聲效應法等。其中,常用的方法是黑體和半導體制冷原理。
1、黑體輻射特性
當加熱到一定溫度時,物體吸收的熱量減少(或停止)了物體自身輻射的熱量,此時的溫度稱為該點的溫度TM;與吸收的熱量相比,物體放出的熱量可以忽略不計,不計時(通常小于1J/kg·k),此時物體的溫度稱為該點的表觀溫度Te。
由于各種物質的分子運動理論不同,每種物質都有自己獨特的譜線特征和吸收、發射功率密度值(即吸收系數和功率密度)。根據這些特性,可以選擇合適的光源進行測量。
2.晶體硅材料
對于一般氣體,由于其分子的振動頻率接近晶體在室溫下的共振頻率范圍,加熱過程中產生的紅外能量基本可以忽略不計,而對于固體,如晶體硅材料,則不然。由于其導熱性差,在加熱過程中會產生大量的紅外能量損失,從而影響測量精度和質量穩定性。
3.半導體材料
對于半導體來說,由于其電子能級較高,其電磁波長較長,導致加熱過程中能量損失較大(主要是熱損失)。
4.其他
如陶瓷材料、金屬玻璃等。
以上材料各有特點,但就使用效果而言,晶硅和LED是好的。
5.光學系統
用于檢測的溫度范圍為-150℃~+1500℃的高溫熱像顯示儀。主要用于工業領域高溫部件的溫度檢測和控制以及軍事領域的應用。
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