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今天來給大家科普一下關(guān)于手持式紅外測溫儀的測量原理及黑體定律,下面一起來看看吧。
手持式紅外測溫儀的紅外光也叫紅外線,它是一位英國科學家發(fā)現(xiàn)的。1800年,赫胥爾在研究太陽光時,讓光通過棱鏡分解為彩色光帶,他用溫度計去測量光帶中不同顏色所含的熱量。試驗中,他偶然發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象:放在光帶紅光外的一支溫度計,比室內(nèi)其他溫度的指示數(shù)值高。
經(jīng)過反復試驗,這個所謂熱量多的高溫區(qū),總是位于光帶邊緣處紅光的外面。于是他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外,還有一種人眼看不見的"線",這種人的肉眼看不見的"線"位于紅色光外側(cè),叫做紅外線。(不過,要說明的是,事實上太陽發(fā)出的能量以波長580nm的綠光強。)
紅外線是一種電磁波,具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)。紅外線的波長在0.76~100μm之間,位于無線電波與可見光之間。任何物體,只要它的溫度比零下273度高,就無一例外地發(fā)射出紅外線。
手持式紅外測溫儀的黑體定律
黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過,其表面的發(fā)射率為1。應該指出,自然界中并不存在真正的黑體,但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律,在理論研究中必須選擇合適的模型,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型,從而導出了普朗克黑體輻射的定律,即以波長表示的黑體光譜輻射度,這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點,故稱黑體輻射定律。
物體發(fā)射率對輻射測溫的影響:自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此,為使黑體輻射定律適用于所有實際物體,必須引入一個與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù),即發(fā)射率。根據(jù)輻射定律,只要知道了材料的發(fā)射率,就知道了任何物體的紅外輻射特性。
影響發(fā)射率的主要因素:材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。
當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量,然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。