在現(xiàn)代工業(yè)、科學(xué)和消費應(yīng)用中，非接觸式溫度測量已變得至關(guān)重要。無論您是在管理工業(yè)設(shè)備、監(jiān)測電氣系統(tǒng)、進(jìn)行醫(yī)療篩查還是開展研發(fā)實驗，紅外(IR)感測技術(shù)都能夠在無需直接接觸的情況下實現(xiàn)精確的表面溫度評估。

本文將探討兩種主流的紅外感測方法——紅外測溫儀和熱成像相機，幫助您確定哪種解決方案最適合您的技術(shù)需求。我們將深入了解它們的基本原理、性能差異以及適用案例，重點關(guān)注技術(shù)決策過程。

詳解紅外溫度測量

紅外溫度測量基于一個物理原理：所有溫度高于絕對零度的物體都會按照其熱能的函數(shù)發(fā)出紅外輻射。這種輻射位于電磁波譜中，可見光之外，通常在0.75微米到14微米的波長范圍內(nèi)。

斯特凡–波爾茲曼定律和普朗克輻射定律支配著這種輻射的強度和光譜分布，隨著溫度的升高而增加。紅外傳感器檢測這種輻射，并將其轉(zhuǎn)化為可測量的電信號，再轉(zhuǎn)換為溫度值。

盡管紅外測溫儀和熱成像儀都利用這一基本原理，但它們的技術(shù)實現(xiàn)方式不同，服務(wù)于不同的目的。

紅外測溫儀：精準(zhǔn)的點測量

紅外測溫儀(IR測溫儀或IR槍)是優(yōu)化單點溫度測量的緊湊型設(shè)備。這些儀器通常采用熱電堆或熱釋電傳感器來吸收目標(biāo)表面的紅外輻射。

工作原理：

1.通過透鏡將傳入的紅外輻射聚焦到熱電堆傳感器上，熱電堆將紅外能量轉(zhuǎn)化為熱量。

2.該熱量通過集成熱電偶轉(zhuǎn)化為小電壓信號，板載電子元件放大并處理信號，顯示溫度值。

主要優(yōu)點

·快速響應(yīng)時間(通常在1秒以內(nèi))。

·低成本和便攜設(shè)計。

·簡單易用，設(shè)置要求低。

·激光瞄準(zhǔn)以實現(xiàn)精確定位。

限制

·單點測量：僅捕捉目標(biāo)點的溫度。

·上下文限制：無法提供周圍區(qū)域的視覺反饋。

·距離限制：準(zhǔn)確性依賴于距離與目標(biāo)面積的比例(D:S比)。

使用案例示例

HVAC故障排查、食品安全檢查、制造過程中的表面驗證。

熱成像相機：多點和視覺診斷

與紅外測溫儀不同，熱成像相機(也稱為紅外相機或熱成像儀)提供二維的溫度讀取。這些設(shè)備集成了由紅外敏感材料(如氧化釩(VOx)或非晶硅(a-Si))制成的焦平面陣列(FPA)探測器。

工作原理

1.場景中的紅外輻射聚焦到FPA傳感器上，F(xiàn)PA中的每個像素充當(dāng)獨立的溫度傳感器。

2.信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并呈現(xiàn)為熱圖像，高級軟件疊加溫度讀取并支持分析。

一臺典型的高分辨率熱成像儀，比如具有640x480探測器的設(shè)備，每幀提供超過300,000個數(shù)據(jù)點，每個點都映射到一個溫度值。

主要優(yōu)點

·全場溫度可視化。

·高空間分辨率和詳細(xì)的熱梯度。

·數(shù)據(jù)記錄、分析和報告能力。

·適當(dāng)光學(xué)配置下的長距離檢測。

·能夠在故障發(fā)生前檢測熱橋、電熱點或機械摩擦等異常。

限制

·相較于紅外測溫儀成本更高。

·尺寸較大且功耗較高(盡管現(xiàn)代緊湊設(shè)計有所改善)。

·需要校準(zhǔn)和培訓(xùn)以進(jìn)行準(zhǔn)確解讀。

使用案例示例

電氣故障檢測、預(yù)測性維護(hù)、醫(yī)學(xué)診斷、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)分析、研發(fā)。

為您的應(yīng)用選擇合適的紅外解決方案

在紅外測溫儀和熱成像相機之間的選擇取決于四個主要因素：應(yīng)用復(fù)雜性、空間需求、預(yù)算限制和數(shù)據(jù)處理需求。

使用紅外測溫儀的情況：

· 僅需點測溫度讀數(shù)。

·預(yù)算有限。

·便攜性和簡單性是關(guān)鍵。

·感興趣的對象較小，且預(yù)期熱均勻性。

選擇熱成像相機的情況：

·需要監(jiān)測表面或系統(tǒng)的溫度變化。

·需要可視化和文檔記錄。

·安全性或預(yù)測性維護(hù)依賴于全面數(shù)據(jù)。

·您正在診斷熱模式(例如，在電氣面板或機械系統(tǒng)中)。

無論是紅外測溫儀還是熱成像相機，都是現(xiàn)代工程師、技術(shù)人員和科學(xué)家不可或缺的工具。然而，它們的最佳使用取決于您具體的應(yīng)用需求。

熱成像儀提供全面的熱洞察，理想用于診斷、研究和文檔記錄。相反，當(dāng)簡單性和成本效益至關(guān)重要時，紅外測溫儀則提供快速、集中測量。