引言:红外温度仪是“非接触式”温度计。
红外温度仪(红外线温度计)是一种无需接触即可测量物体温度的温度计。物体会根据自身温度发出一种称为“红外线”的不可见光。红外温度仪通过检测这种红外线的强度来估算物体的表面温度。
它们在多种情况下都很有用,包括测量体温、烹饪、空调通风口,甚至在工厂和航天开发中也发挥作用。然而,正确使用它们时需要注意一些事项,例如它们测量的是表面温度,以及它们的外观会根据材料(辐射率)而变化。
大家好!
在商店的入口处或公共卫生办公室,你见过一台机器可以测量你的额头上的体温,对吗?明明没有碰,为什么一瞬间就知道有没有发烧呢?你有没有想过这个?
实际上,那是一种叫做“红外温度仪”的高科技温度计。我是一名工程师,通常生产工厂和其他场所使用的专业温度传感器。今天,作为你们的老师,我将为你们带来一堂特别的课程,揭开这种无需接触即可测量温度的神秘温度计的秘密!
一切都发出“光”!
虽然很突然,但是是猜谜!当被问到“发光的东西是什么?”时,你会想到太阳,灯泡,燃烧的火焰等。
那么,如果你被告知“你拥有的智能手机”,“桌子上的教科书”,“装有冷汁的杯子”也在发光,你能相信吗?
我认为“啊,没有发光!”。没错,我们的眼睛看不到。但实际上,这个世界上存在的所有事物都会根据自己的温度发出“光”。眼睛看不到的光之一是这次的主角“红外线”。
红外线
不可见光
所有物体的辐射
熟悉的红外线示例
即使不直接接触篝火或暖炉,只要用手接触就会感到温暖。那是因为火焰发出的红外线到达大家的手上传递热量。
由于红外线从宇宙到达地球,太阳很温暖。令人惊讶的是,不仅像火焰这样的热物体,而且我们的身体,桌子,甚至冰都会发出少量的红外线。
这种“所有物体发出光线 (红外线) 的现象”称为辐射。
红外温度仪的“眼睛”可以探测红外线。
那么,为什么测量红外线就能知道温度呢?答案很简单。因为有一个规则,温度越高,红外线就越多。
例如,假设A先生体温为36°C, B先生发烧38°C。比较这两个人发出的红外线量,发烧的B发出更多的红外线。
红外温度仪是一种带有特殊“透镜”的传感器,可以检测物体发射的红外线“量”。当您将红外温度仪对准物体时,透镜会收集物体发射的红外线。然后,内部传感器会测量红外线的量,并立即计算出结果,以数字形式显示:“哦,如果发射的红外线量是这么多,那么这个物体的温度一定是XX摄氏度!”
好像你正在阅读事物发出的“热量光环”,它很酷!
参见图示:“收集”红外线并将其转化为温度
提示:距离越远,“光斑”越大。靠近小型物体。
小应用:测量方法是否随“颜色”或“表面”而变化?
在这里,如果你喜欢科学,你可能会想到这个问题。“黑色T恤和白色T恤的温度测量方法不同吗?”
这是一个很好的问题!答案是不是。在夏天的阳光下,黑色的衣服容易发热,而白色的衣服则不然,这是因为黑色很容易吸收光线。实际上,吸收光线好的东西也擅长发光。相反,像镜子一样反射光线的东西不擅长发光。
这种“发射红外线的难易程度”的专业术语是辐射率。例如,假设将同样温度为 80°C 的热水分别倒入一个漆黑的杯子和一个光亮的银杯中。用红外温度仪测量这两个杯子时,黑色杯子的温度可能高于银杯。
这是因为黑色杯子发射的红外线更多(辐射率更高),所以红外温度仪判断“哦,这个看起来更热!”
即使实际温度相同,仅凭外观(红外线发射的难易程度)也容易做出错误的判断。因此,专业使用的红外温度仪都具备一种功能,允许用户根据被测物体辐射率进行设置。
不同材料的
辐射率
规格设置功能
掌握基本知识吧
与普通温度计 (接触式) 的区别
接触式温度计通过传感器接触物体来测量温度,而红外温度仪则通过接收物体发出的红外线来“非接触式”估算温度。
优点:速度快、可分开测量、可对应移动物体
注意点:需注意光泽面及隔着玻璃时
非接触式
测量速度快
运动/耐高温
查看表面温度
正确测量的提示 (非常重要)
1.距离和光斑尺寸
光斑比对象大时,周围温度会混合。小的对象靠近测量吧。
2. 设置辐射率
红外线的发射方式因材料而异,因此根据目标物调整设置非常重要。
3. 环境条件
蒸汽、火焰和玻璃都可能导致测量误差。请在可以直接看到温度的位置进行测量。
距离/点
辐射率
环境条件
在哪里使用?
在制造铁的工厂
即使是1500°C级的熔融金属,也可在远处安全测定
在食品工厂进行
不接触糕点或面团的清洁温度管理
在机场
快速检查入境者的体表温度 (使用热成像仪)
家用空调
通过检测人体存在和体温控制气流大小和方向,从而提升舒适度。
让我们消除常见的误解
× 你能透过玻璃测量深度吗?
→ 不。大多数红外温度仪测量的是玻璃表面的温度。
× 你能告诉我“内部温度”吗?
→ 基本原理是表面温度。要达到内部温度则需要时间或其他方法。
ד发光=高温”?
可见光就是一个例子。根据温度的不同,物体还会发射不可见的红外线。
结论:让我们看看无形的世界!
这次有三点:
1.所有物体根据温度发出不可见光“红外线” (=辐射)
2.温度越高,红外线越多
3.红外温度仪测量红外辐射量并将其转换为温度。
当你重视身边事物的“为什么”和“如何”时,科学就会变得更有趣。在下一篇文章中,我们将更进一步,探讨如何设置辐射率以及热成像技术的工作原理。敬请期待!
用语小辞典
辐射率
每种材料的“红外辐射发射能力”都不同。调整设置可以提高精度。
视角 (FOV) /聚光灯大小
离得越远,看得越平均。小对象靠近测量。
表面温度
温度主要由红外温度仪指示,可能与内部温度不符。
读完后:转到上面的“机制”“类型”“提示”。