大家對這種測溫槍應(yīng)該不陌生了,,它的好處其實也很明了,,非接觸式測溫不會傳染病毒,快速,,便于大規(guī)模應(yīng)用,,但是這種簡易快速方法測出來的體溫靠譜嗎?還是要從它的原理開始講起,。
為什么是“紅外”,?
我們剛說的測溫槍,基本上是采用紅外測溫法,。為什么會是“紅外”呢,?
英國物理學(xué)家 F。 W,。 赫胥爾在 1800 年作各色光研究時發(fā)現(xiàn)了紅外線,,當(dāng)時稱作“不可見之光”,赫胥爾用三棱鏡將太陽光分解,,并在各色光位置上放上溫度計,,結(jié)果發(fā)現(xiàn)位于紅外線位置的溫度計升溫最快,,紅外線熱作用強(qiáng)。之后人們花了一百多年的時間認(rèn)識紅外輻射的電磁本質(zhì),,了解探索熱輻射的基本規(guī)律,,隨著光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)等不斷發(fā)展,,紅外技術(shù)也日趨完善,,其中紅外測溫技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,其原理是利用物體表面的紅外輻射來求得被測溫度的,。
任何物體只要它的溫度高于絕對零度(-273 度),就有熱能轉(zhuǎn)變的熱輻射向外部發(fā)射,,物體溫度不同,,其輻射出的能量不同,且輻射波的波長也不同,,但總是包含著紅外輻射在內(nèi),,當(dāng)物體的溫度在千攝氏度以下時,其熱輻射中最強(qiáng)的電磁波是紅外波,。
依據(jù)此原理,,紅外測溫槍基本的測溫過程是這樣的:由人體發(fā)射出的能量經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)匯聚到紅外探測器上,探測器將入射的輻射轉(zhuǎn)換成為電壓信號,,電壓信號送入接收系統(tǒng)后,,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及曲線自動擬合,最后準(zhǔn)確推算出被測人體溫度,,以數(shù)字方式顯示輸出,。
那測到紅外輻射能量是怎么計算出物體溫度,它們之間一個什么樣的關(guān)系呢,?
19 世紀(jì)科學(xué)家斯特藩和玻耳茲曼通過實驗和計算得出了黑體輻射定律:MB(T) = σT4 (σ為常數(shù)),,這個定律告訴我們,單位時間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能和其本身的熱力學(xué)溫度的 4 次方成正比,。
當(dāng)然實際物體(非黑體) 的輻射定律一般比較復(fù)雜,,需借助于黑體的輻射定律來研究,主要是受物體的發(fā)射率影響,,不同物體的發(fā)射率不同,,可通過查表或?qū)嶒灥玫剑t外測溫槍可以因物體材質(zhì),、結(jié)構(gòu),、厚度等等所導(dǎo)致的紅外幅射力誤差作出校正,比較準(zhǔn)確地測出該物體的表面溫度,。
“紅外測溫槍”靠譜嗎,?
影響測量結(jié)果的原因是多方面的,。
其一,客觀物理因素:
由于“黑體輻射定律”是在工作物質(zhì)是理論黑體的情況下演算的,,而生活中物質(zhì)因為材質(zhì)關(guān)系都是屬于不同“純度”的黑體,,這個純度用“發(fā)射率”來表示。
理論黑體的發(fā)射率是 1,,平時我們測溫槍用的大多數(shù)都是 0.95 的發(fā)射率,,這適用于生活中大多數(shù)的情況。所以你可以觀察一下,,你能見到的測溫槍顯示屏基本上都會寫著“0.95”的字樣,。
但這個 0.95 畢竟是根據(jù)被測物的材質(zhì)而定的浮動值,這是測溫槍很難絕對準(zhǔn)確的原因之一,。
其二,,污染因素:
由于信息是通過電磁輻射(光)傳導(dǎo)的,這不可避免的會受到煙塵和水蒸氣等外界因素的影響,;另外,,機(jī)器入射口處的透鏡污染也是干擾項的一環(huán)。
其三,,機(jī)器精度:
因為成本原因,,我們平時所用的測溫槍大多沒有用更精確的雙色測溫法技術(shù),內(nèi)部元件的精細(xì)度也參差不齊,;再有就是使用時的距離誤差導(dǎo)致的數(shù)值波動了,。
但是,這些有限的缺點還是很難成為我們拒絕測溫槍的理由,。
現(xiàn)在我們正在使用的紅外測溫槍,,比傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測溫方式還是優(yōu)秀太多了——響應(yīng)時間短、測溫效率高,,不用接觸被測物體依然可以有著相對可靠的準(zhǔn)確度,,同時制作成本低廉,操作起來也足夠方便,。
所以反過來想想,,有這么多客觀因素的影響,紅外測溫槍依然能保證測量溫度維持在相對精確的范圍內(nèi),,這本身就是一種很厲害的事,。它沒有那么完美,但依然是一種有限范圍內(nèi),,可以選擇到的好產(chǎn)品,。
“紅外測溫槍”的使用注意事項
1、必須準(zhǔn)確確定被測物體的發(fā)射率;
2,、避免周圍環(huán)境高溫物體的影響,;
3、對于透明材料,,環(huán)境溫度應(yīng)低于被測物體溫度,;
4、測溫儀要垂直對準(zhǔn)被測物體表面,,在任何情況下,,角度都不能超過 30℃;
5,、能應(yīng)用于光亮的或拋光的金屬表面的測溫,,不能透過玻璃進(jìn)行測溫;
6,、正確選擇跟離系數(shù),,目標(biāo)直徑必須充滿視場;
7,、如果紅外測溫儀突然處于環(huán)境溫度差為 20℃或更高的情況下,測量數(shù)據(jù)將不準(zhǔn)確,,溫度平衡后再取其測量的溫度值,。