红外测温探头电热汇分享：红外测温探头的黑体辐射定律

2021-05-04 理财有道红外测温探头,黑体,物体,温度计,能量

红外测温由光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理和显示输出组成。光学系统在其视场内收集目标的红外辐射能量，视场的大小由温度计的光学元件及其位置决定。红外能量聚焦在光电探测器上，并转换成相应的电信号。信号经过放大器和信号处理电路后，根据仪器内部的算法和目标发射率进行校正，然后转化为被测目标的温度值。

自然界中，所有温度高于零的物体都不断向周围空发射红外辐射能量。物体的红外辐射能量及其按波长的分布与其表面温度密切相关。因此，通过测量物体本身辐射的红外能量，可以精确测量其表面温度，这是红外辐射温度测量的客观依据。

红外温度计黑体原理是一种理想化的辐射体，吸收所有波长的辐射能量，不需要能量反射和透射，表面发射率为1。然而，自然界中几乎所有的实际物体都不是黑体。为了理解和获得红外辐射的分布规律，必须在理论研究中选择合适的模型，即普朗克的体腔辐射量子化振子模型，从而推导出普朗克黑体辐射定律，即以波长表示的黑体光谱辐亮度，这是所有红外辐射理论的出发点，所以称之为黑体辐射定律。

除了辐射波长和物体的温度外，所有实际物体的辐射量还与材料类型、制备方法、热处理工艺、表面状态和环境条件有关。因此，为了使黑体辐射定律适用于所有实际物体，需要引入一个与材料性质和表面状态相关的比例系数，即发射率。这个系数代表实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，它的值在0到小于1之间。根据辐射定律，只要知道材料的发射率，就知道任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素是材料类型、表面粗糙度、物理化学结构和材料厚度。