在不接触物体的情况下测量表面温度的温度计

红外温度仪是一种非接触式温度计，它检测物体发出的热辐射，并根据该能量确定物体的温度。

虽然肉眼不可见，但具有温度的物体会发射电磁波。传统的红外温度仪主要利用红外波段的热辐射来测量温度。

其主要优势在于可以远距离测量温度，无需将温度传感器直接贴附在物体上。而传统的红外温度仪只能检测物体表面的热辐射，无法直接测量物体内部的温度。

红外温度仪和红外线温度计有什么区别？

除了“红外温度仪”之外，你可能还会看到“红外线温度计”、“红外温度计”和“高温计”等名称。

在英语中，根据应用和上下文可以使用多种表达式，例如Radiation Thermometer、Infrared Thermometer、Infrared Radiation Thermometer和Pyrometer。由于典型的非接触式温度测量使用红外区域，因此名称“红外温度计”也被广泛使用。

尽管术语上可能存在差异，但在本文中，我们将把通过检测物体的热辐射来确定其温度的非接触式温度计称为“红外温度仪”。

有温度的物体会产生热辐射

有温度的物体根据其温度向周围发射电磁波。这种现象称为“热辐射”。

一个常见的例子是，高温金属会呈现红色。在极高的温度下，部分辐射能量会以可见光的形式显现出来。即使在肉眼不可见的温度范围内，热辐射依然存在，红外温度仪正是利用这种热辐射来测量温度。

温度会改变辐射的能量

物体发出的能量与温度有关。物体温度越高，热辐射能越强，其波长分布向短波长方向移动。

描述温度与热辐射波长分布之间关系的基本定律是“普朗克辐射定律”。红外温度仪正是利用温度与热辐射之间的这种物理关系，在不接触物体的情况下测定其温度。

实际的红外温度仪会检测特定波长范围内的热辐射，具体波长范围取决于被测温度范围和被测物体的特性。

检测热辐射并转换成温度

红外温度仪大致由三部分组成：收集光的部分、将光转换成电信号的部分和将电信号转换成温度的部分。

这里一个常见的误解是“红外温度仪将红外光照射到物体上并测量反射光”。

传统红外温度仪并不向物体发射红外辐射来测量温度，而是通过接收物体自身发出的热辐射来确定温度。

有些型号配备了激光标记，但激光主要用于确认测量位置，而不是使用激光本身测量温度。

基本上测量的是物体的表面温度

红外温度仪利用物体表面的热辐射进行测温。因此，它们通常被用作测量物体表面温度的仪器。

例如，您可以测量炉子中材料的表面、运输过程中的产品以及加热的金属表面，而无需直接接触。

另一方面，由于内部温度无法从表面直接测量，因此无法直接测量。当需要了解内部温度时，接触式温度传感器，例如热电偶或热电阻可能更为合适。

捕捉进入测量视野的热辐射

红外温度仪并非直接测量激光束照射点的温度。实际上，它们探测的是来自红外温度仪可见范围内的热辐射。

一般来说，测量范围会随着与物体距离的变化而变化，因此有必要检查被测物体的大小与红外温度仪的测量距离和直径之间的关系。

如果测量对象对于测量视野来说太小，则可能会受到来自背景等的热辐射的影响，并且可能无法测量预期的温度。

测量结果会因辐射率

即使温度相同的物体，也会因其材质和表面状况的不同而散发不同的热量。表征这种差异的一个重要指标是“辐射率”。

辐射率是一个表示物体辐射热辐射量的数值，黑体（理想的完美辐射体）的发射率设为 1。对于大多数物体，其值介于 0 和 1 之间，并且会因表面粗糙度和氧化状态等因素而变化，即使是同一种材料也是如此。

金属，尤其是表面光滑的金属，辐射率率低，容易受到周围环境反射热辐射的影响，因此需要格外小心。