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認識紅外線測溫儀的黑體輻射定律
認識紅外線測溫儀的黑體輻射定律
紅外測溫儀器主要有3種類型：紅外熱像儀、紅外熱電視、紅外測溫儀（點溫儀）。紅外熱像儀，主要有日本TVS-2000、TVS-100，美國PM-250，瑞典AGA-THV510、550、570。美國生產的PM-20、30、40、50、HAS-201測溫儀;瑞典AGA公司TPT20、30、40、50等也有較廣泛的應用。60年代我國研制成功*臺紅外測溫儀，1990年以后又陸續(xù)生產小目標、遠距離、適合電業(yè)生產特點的測溫儀器，如西光IRT-1200D型、HCW-Ⅲ型、HCW-Ⅴ型;YHCW-9400型;WHD4015型（雙瞄準，目標D40mm，可達15m）、WFHX330型（光學瞄準，目標D50mm，可達30m）。DL-500E可以應用于110～500kV變電設備上，圖像清晰，溫度準確。近期，國產紅外熱像儀在昆明研制成功，實現了國產化。
了解紅外測溫儀的工作原理、技術指標、環(huán)境工作條件及操作和維修等是用戶正確地選擇和使用紅外測溫儀的基礎。紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯集其視場內的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件以及位置決定。紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉變?yōu)橄鄳碾娦盘枴Ｔ撔盘柦涍^放大器和信號處理電路按照儀器內部的算法和目標發(fā)射率校正后轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。除此之外，還應考慮目標和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標的影響及修正方法。
一切溫度高于*零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。物體的紅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關系。
紅外線測溫儀黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。
物體發(fā)射率對輻射測溫的影響：自然界中存在的實際物體，幾乎都不是黑體。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實際物體，必須引入一個與材料性質及表面狀態(tài)有關的比例系數，即發(fā)射率。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外，還與構成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數值之間。根據輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。
應該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子，從而導出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點，故稱黑體輻射定律。