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红外测温基础原理

物理基础:黑体辐射与普朗克定律

  • 热辐射:所有温度高于**零度(-273.15°C)的物体都会以电磁波形式向外辐射能量,红外辐射是其中主要组成部分(主要波长范围约 0.7 μm ~ 1000 μm)。

  • 普朗克定律:描述了黑体(理想辐射体)在不同温度下辐射能量随波长的分布。物体的辐射能量峰值波长与温度成反比(维恩位移定律):λmax=b/T

    其中 b 为维恩常数(≈ 2898 μm·K),T 为**温度。温度越高,峰值波长越短。


红外测温的核心原理

红外测温仪通过光学系统收集目标物体发射的红外辐射能量,并将其聚焦到红外探测器上。探测器将辐射能量转换为电信号,经信号处理电路后根据辐射能量与温度的对应关系计算出温度值。其核心公式由 斯特藩-玻尔兹曼定律 简化推导:E=εσT4

E=εσ其中:
  • E:物体单位面积辐射功率(W/m²)

  • ε:物体表面的发射率(0 ≤ ε ≤ 1,黑体 ε=1)

  • σ:斯特藩-玻尔兹曼常数(5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴)

  • T:物体的**温度(K)

测温仪通过测量 E 并已知(或设定)ε,即可反推出温度 T