紅外測溫儀介紹

醫(yī)用紅外測溫儀組員：生物醫(yī)學(xué)工程201103班

醫(yī)學(xué)紅外測溫技術(shù)在醫(yī)學(xué)紅外測溫儀器的設(shè)計當(dāng)中，常采用非接觸式紅外測溫（又稱輻射測溫），即檢測元件不直接與被測物接觸，通過采集被測物發(fā)射或反射出的光熱信號來評估其表面溫度特征。2紅外測溫儀分類紅外熱像儀紅外熱電視紅外測溫儀醫(yī)學(xué)紅外測溫儀

自然界中一切高于絕對零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定

非接觸式紅外測溫儀原理*

*為黑體輻射出射度*

*

4非接觸式紅外測溫儀原理圖黑體輻射強(qiáng)度與波長及溫度之間的關(guān)系1.在任何溫度下，黑體的光譜輻射度都隨著波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個極大值；2.隨著溫度的升高，與光譜輻射度極大值對應(yīng)的波長減小。這表明隨著溫度的升高，黑體輻射中的短波長輻射所占比例增加；3.隨著溫度的升高，黑體輻射曲線全面提高，即在任一指定波長處，與較高溫度相應(yīng)的光譜輻射度也較大，反之亦然。4.輻射強(qiáng)度最大處對應(yīng)波長和溫度有如下關(guān)系：

5非接觸式紅外測溫儀原理如果某一物體的輻射光譜是連續(xù)的，而且它的曲線和同溫度下的絕對黑體的相應(yīng)曲線類似，即為常數(shù)，我們就把它稱之為灰體，這個比值ε稱之為“相對輻射能力”或者“相對黑度”，其中ε是個小于1的常數(shù)6非接觸式紅外測溫儀原理根據(jù)斯特藩—玻耳茲曼定理黑體的輻出度

(Τ)與溫度Τ的四次方成正比，即：對于灰體則：所以：紅外測溫儀的系統(tǒng)熱輻射系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)紅外探測器顯示器調(diào)制器電子放大器8系統(tǒng)分析1.跟據(jù)物體的紅外輻射特性，依靠內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)將物體的輻射能量匯集到探測器。調(diào)制盤的作用是把紅外輻射調(diào)制成交變輻射。2.探測器把輻射轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，其中，探測器有石英溫度計、光纖傳感溫度計、熱敏電阻溫度計等幾種3.電子放大器把信號線性放大，并配有相應(yīng)的補(bǔ)償電路，以減少誤差4.根據(jù)儀器內(nèi)設(shè)定的算法把溫度在終端顯示出來，其中涉及的有數(shù)模轉(zhuǎn)換、led顯示、外部控制等部分相應(yīng)指標(biāo)——測溫范圍測溫方法溫度傳感器測溫范圍（°C）精度（%）接觸式熱電偶-200~18000.2～1.0熱電阻-50~3000.1～0.5非接觸式紅外測溫-50~33001其它示溫材料-35～2000<1——選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)射率紅外測溫儀一般都是按黑體（發(fā)射率ε=1.00）分度的，而實際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于1.00。因此，在需要測量目標(biāo)的真實溫度時，須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從《輻射測溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)》中查得。備注：一般對于測量固定對象的測溫儀，發(fā)射率是內(nèi)部設(shè)定好的，如測人體溫的紅外測溫儀目標(biāo)尺寸應(yīng)大于測試視場被測目標(biāo)小于測試視場時，背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀的視場干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。被測目標(biāo)等于測試視場時，背景溫度已受到影響，但還比較小，測試效果一般。當(dāng)被測目標(biāo)大于測試視場時，測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響，就能顯示被測物體位于光學(xué)目標(biāo)內(nèi)確定面積的真實溫度，這時的測試效果最好。因此建議在實際測溫時，被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好。參考文獻(xiàn)：[1]楊楨，張士成，楊立，《非朗伯體紅外測溫計算研究》，2010.8,[2]德圖公司，《r熱成像技術(shù)》，2008.9,[3]楊楨，張士成，楊立，《反射溫度補(bǔ)償法及其實驗驗證》，2010.9[4]北京化工