红外测温和黑体辐射定律

2016-07-27 11:16:39来源: eefocus
在工业生产、过程控制、故障诊断等场合,红外测温仪是一种非常普遍的产品。但是,你们知道这个简单的产品是如何而来的吗?话还得从1800年说起……

红外线的发现

800年,英国科学家赫歇尔做了一个实验。

 

他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,以测量各种光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,沉默几亿年,红外线终于闪亮登场。

 

19世纪末,人们认识到热辐射和光辐射都是电磁波。并且已知,自然界中一切高于绝对零度(-273℃)的物体都在不停向外辐射能量。那么辐射能量在不同频率范围中如何分布?

黑体辐射

1859年德国物理学家基尔霍夫提出基尔霍夫热辐射定律,用于描述物体的发射率与吸收比之间的关系,是一个取决于波长和温度的函数。

 

1895年,物理学家卢默尔和维恩,提出了辐射空腔的设想,以及半经验的维恩公式,为研究黑体辐射提供了重要手段。

 

当然,黑体是一种理想化的辐射体,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,普朗克提出体腔辐射的量子化振子模型,并于1900年导出了普朗克黑体辐射定律,用于描述在任意温度下,从一个黑体中发射的电磁辐射的辐射率与电磁辐射的频率的关系公式。

 

反正也看不懂,公式此处就省去啦。

 

其中,辐射波长、物体的温度,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都是影响因素。

 

为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,公式中引入发射率。该系数表示实际物体与同温度黑体辐射性能之比,其值在0-1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。

 

介绍到这里,相信大家一定还是云里雾里,一无所知的状态,不经想问

 

这和红外测温仪到底有什么关系?

 

是这样的,红外测温仪的组成包括光学系统,光电探测器,信号放大器及信号处理,显示输出4个主要部分。

 

光学系统就是红外辐射的接收系统,主要功能是收集被测目标发射的红外辐射能量,进而把它们汇聚到光电探测器的光敏面上,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。

 

通过对物体自身辐射的红外能量的测量,准确测定它的表面温度,就这样实现了,是不是很简单?

 

但是读到这,我们的幸福指数肯定飙升的很厉害:虽然对于推导公式智商完全不在线,但是有最强大脑可以帮我。比如,现在需要红外测温仪的时候,不用想普朗克,想福禄克就好了,不必考虑什么系数和条件,只用弄清楚当前的需求,例如,要在远距离、高温环境下测量,那么红外测温仪F572-2就呼之欲出。

TA的每项特点都经过求证,不需推导:

 

  • 测量范围:-30 °C 至 900 °C

  • 60:1 的距离与光点尺寸比,配备双激光瞄准系统,可实现快速精确地定位目标

  • 250ms的响应时间

  • 多语种界面(用户自选)

  • 当前温度及最大、最小、温差和平均温度显示

  • 与标准迷你型 K 型热电偶连接器相兼容,其中有的连接器已安装。

  • 可调发射率和预定义发射率表

  • USB 2.0 计算机接口线

  • FlukeView® 表单记录软件

  • 2 年保修

 

 

 

关键字:红外测温  黑体辐射定律

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016072716381.html
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