在工業(yè)檢測、醫(yī)療診斷等領域，紅外線測溫儀憑借非接觸、快速響應的優(yōu)勢成為關鍵工具。其核心在于紅外傳感器對物體熱輻射的感知與轉換，而精準的校準則是保障測量可靠性的基石。本文將從工作原理與校準方法兩方面展開解析。 紅外測溫的本質是利用物體的熱輻射特性。根據(jù)黑體輻射定律（普朗克定律），任何溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都會向外輻射電磁波，其中波長0.76-1000μm的范圍稱為紅外線，而測溫儀主要捕捉8-14μm的熱輻射（該波段受大氣吸收影響小，且多數(shù)物體在此區(qū)間輻射較強）。
傳感器的工作流程可分為三步：
1.光學聚焦：通過透鏡或反射鏡將目標物體的紅外輻射匯聚到傳感器的敏感元件上，確保能量集中以提高信噪比。
2.光電轉換：敏感元件多為熱電堆或熱釋電探測器。熱電堆由多對不同材料的熱電偶串聯(lián)而成，當紅外輻射照射時，兩端產(chǎn)生溫差電動勢（塞貝克效應），輸出電壓與目標輻射強度成正比；熱釋電探測器則利用某些晶體（如鉭酸鋰）的極化強度隨溫度變化的特性，將輻射能轉化為電信號。
3.信號處理：傳感器輸出的微弱電信號經(jīng)放大、濾波后，由微處理器結合內置的黑體輻射公式（如斯特藩-玻爾茲曼定律）計算目標溫度。部分設備還會通過雙色測溫技術（同時接收兩個波長的輻射）補償距離、灰塵或發(fā)射率變化的影響，提升復雜環(huán)境下的精度。
需注意的是，實際物體的輻射能力（發(fā)射率ε）通常小于理想黑體（ε=1），因此測溫時需根據(jù)被測物材質（如金屬、塑料、皮膚等）預設或調整發(fā)射率參數(shù)，否則會導致測量偏差。
二、校準方法
校準是確保測溫儀準確性的核心環(huán)節(jié)，需定期或在以下場景進行：新購設備驗收、長期使用后性能驗證、維修后功能確認。校準的核心是通過標準熱源對比，修正傳感器與電路的誤差。
1.校準原理與標準器
校準基于“標準已知溫度”與“被校設備示值”的比對。常用標準器為黑體輻射源（模擬理想黑體，發(fā)射率≥0.995，溫度穩(wěn)定性±0.01℃/30min），其溫度范圍需覆蓋被校設備的量程（如-30℃~380℃或更高）。此外，還需環(huán)境控制設備（如恒溫箱、濕度計）確保實驗室環(huán)境穩(wěn)定（溫度20±5℃，濕度≤80%RH，無強電磁干擾）。
2.校準步驟
•預處理：將被校測溫儀開機預熱（通常15-30分鐘），置于實驗室環(huán)境中平衡溫度，避免手持或陽光直射導致的表面溫差。
•瞄準與設置：使用黑體源的標準靶面作為目標，調整測溫儀與被測面的距離（通常為1-3倍靶徑，具體依設備說明書），確保光路對準且無遮擋。設置與被測物匹配的發(fā)射率（如校準黑體源時設為1.00）。
•數(shù)據(jù)采集：選取至少5個溫度點（覆蓋量程的20%、50%、80%及上下限），每個點重復測量3次，記錄示值并計算平均值。例如，校準量程-30℃~100℃的設備，可選擇-20℃、0℃、40℃、80℃、100℃五個點。
•誤差分析與修正：計算各點的示值誤差（示值-標準值），若誤差超出允許范圍（如±0.3℃ 人體測溫模式，±1℃ 工業(yè)模式），需通過設備內置的校準程序輸入修正系數(shù)，或更換傳感器/電路模塊。
3.注意事項
•校準周期一般為6-12個月，高頻率使用場景（如醫(yī)院、工廠）建議縮短至3個月。
•校準前需檢查傳感器窗口是否清潔（灰塵會散射紅外輻射，導致示值偏低），可用無水乙醇輕拭。
•對于帶激光瞄準的設備，需確保激光束與測溫光軸重合，避免瞄準偏差引入誤差。
紅外線測溫儀傳感器的性能依賴于傳感器的精密設計與嚴格的校準維護。理解其“感知熱輻射-轉換電信號-計算溫度”的工作原理，掌握以黑體源為核心的校準方法，既能保障日常使用的準確性，也能為疫情防控、工業(yè)質檢等關鍵場景提供可靠數(shù)據(jù)支撐。
更新時間：2025-12-23
點擊次數(shù)：58
當前位置：
