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红外测温传感器红外测温的方法
红外测温传感器红外测温的方法;
依据测温原理的不同,红外测温仪的设计有三种方法,通过测量辐射物体的全波长的热辐射来确定物体的辐射温度的称为全辐射测温法;通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定它的亮度温度的称为亮度测温法;如果是通过被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化来定温的称为比色测温法。
亮度测温法无需环境温度补偿,发射率误差较小,测温精度高,但工作于短波区,只适于高温测量。比色测温法的光学系统可局部遮挡,受烟雾灰尘影响小,测温误差小,但必须选择适当波段,使波段的发射率相差不大。本文选用全辐射测温法来计算被测量物体的温度,全辐射测温法是根据所有波长范围内的总辐射而定温,得到的是物体的辐射温度。选用这种方法是因为中低温物体的波长较大,辐射信号很弱,而且结构简单,成本较低,但它的测温精度稍差,受物体辐射率影响大。下面是全辐射测温法的相关方法介绍:
由普朗克公式可推导出辐射体温度与检测电压之间的关系式:
V=RaεσT4=KT4
式中K=Raεσ,由实验确定,定标时ε取1
T—被测物体的**温度
R——探测器的灵敏度
a——与大气衰减距离有关的常数
ε——辐射率
σ——斯蒂芬—玻耳兹曼常数
因此,可以通过检测电压而确定被测物体的温度,上式表明探测器输出信号与目标温度呈非线性关系,V与T的四次方成正比,所以要进行线性化处理。线性化处理后得到物体的表观温度,需进行辐射率修正为真实温度,
其校正式为:
式中Tr——辐射温度(表观温度)
ε(T)——辐射率,取0.1~0.9
由于调制片辐射信号的影响,辐射率修正后的真实温度为高于环境的温度,还必须作环温补偿,即真实温度加上环温才能*终得到被测物体的实际温度。
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