本文将介绍红外辐射(IR)温度传感器的基本功能,以及有关其操作和技术特征的一些常见问题。
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什么是 IR ?
红外辐射是电磁波谱的一部分。其频率高于微波辐射,但低于可见光( 图 1 )。

图 1 :电磁波谱
所有固体在绝对零度(-273℃)以上时都会以热量(IR)的形式释放不同量的能量。科学家Wilhelm Wien指出,固体的温度及其峰值波长之间的关系可通过以下方程来确定:
lmax =2898 / T
T = 温度,单位K(开尔文)
l = 波长,单位µm
热探测器是如何工作的?
IR探测器分为两大类:光子探测器和热探测器。本文将重点探讨热探测器——热探测器接收辐射,并用它来提高传感材料(如热电堆)的温度。如果物体之间的温度存在差异,那么就可以将其测量出来。IR温度传感器会生成目标物体的值,然后通过发送信号来表示温度值。IR温度传感器通常会使用透镜将来自某个物体的光聚焦到热电堆上。热电堆吸收IR辐射并将其转化为热量——吸收的IR能量越多,意味着温度读数越高。最后,来自热电堆的热量被转换成恒定电压输出,该输出与净辐射成正比。
热电效应
热电效应( 图 2 )在工作时会对两种不同的材料(A和B)印加温差。通过读取材料连接处的读数(在电压V下),可以观察到与温差成比例的电压。

图 2 : 热电效应
非接触式温度传感器的优 / 缺点
IR温度传感器具有快速、准确的特点,是远程监控的理想选择。非接触式测量有利于保护操作人员的安全,并限制了潜在的污染。以下列举了一些IR温度传感器的非接触使用的快速示例:
- 检查表面温度
- 检查热点和冷点
- 检查电加热线圈的工作情况
通常,IR温度计仅限于表面温度读数,不能穿过透明表面或液体进行测量。IR传感器读数还可能会受到环境条件/空气颗粒(如灰尘、雾、过量湿气或烟雾)的不利影响。
分辨率对温度传感器来说意味着什么?
本规格是能够在输出信号中检测到的输入参数的最小可检测增量变化。举例而言,对于能够检测并输出百分位(如99.68°)温度读数的传感器,其分辨率高于只能显示十分位(99.7°)度数的传感器。分辨率既可以表示为读数(或全标度读数)的比例,也可以表示为绝对值。当分辨率以位表示(例如14位、15位等)时,更高的值意味着每个样本中表示的数据量更多。
如何清洁和维护 IR 传感器
由于IR传感器是通过聚焦IR光来发挥作用的,因此保持清洁才能实现良好的性能。要进行清洁,可用软布或棉签蘸水或医用级外用酒精仔细擦拭镜片部分。务必在镜头完全干燥后再使用零件。切勿使用肥皂或化学品,或将传感器或温度计浸入水中。
如有任何问题或意见,请随时在下面留言回复。
信息来自:
埃赛力达(Excelitas)热红外传感器
有关手持式IR温度计的提示和应用说明,请访问以下源自福禄克(Fluke)的链接:
影响红外传感器测量精度的几个因素:
1.传感器到目标(测量点)的距离 红外传感器的光学系统可收集圆形测量点发出的红外能量,并将其聚焦在探测器上。每款传感都一定FOV视角,要确保在二次开发的时候结构上在传感器视角范围内无遮挡,并确保被测物体传感器的视角范围内。
2.环境条件 应注意工作区域的环境条件,蒸汽、灰尘、烟雾等因素都可能会遮挡测温设备的光学系统,从而妨碍精确测温。
3.环境温度 尽量避免传感器的环境温度出现大幅度的变化,如果需要在温差高达 20 度或更高的环境下使用测温仪,则应至少等候 20 分钟以使其适应新的环境温度。
4.辐射率 辐射率是用于衡量物体辐射红外能量能力的物理量,辐射的能量可指示物体的温度,辐射率值在 0(光亮镜面)和 1.0(黑体)之间取值。
红外温度传感器应用
1、红外温度传感器在工业领域中的应用
在工业领域,红外温度传感器主要应用于工业加热、实验室测温、燃气热力学、高速运动物体测温、冶金炉温测量等方面。例如,针对高温环境下的冶金工业,可以使用红外温度传感器实时测量炉内温度,提高生产效率和安全性。
2、红外温度传感器在医疗领域中的应用
在医疗领域,红外温度传感器被广泛用于人体体温测量。不同于传统的口腔、腋下等测量方法,红外温度传感器可以实现非接触测量,避免了传染疾病的可能性。此外,红外温度传感器还可以用于测量手术室内、手术器械、药品等物品的温度,确保医疗过程的安全和卫生。
3、红外温度传感器在农业领域中的应用
在农业领域,红外温度传感器可以用于测量作物表面温度、土壤温度、动物体温等。通过测量不同部位的温度差异,可以更好地把握作物和动物的健康状况,为农业生产提供决策支持。例如,针对温室作物的生产,可以利用红外温度传感器测量植物体表面温度,调整室内温度,提高作物产量和质量。
4、热成像领域
在热成像领域中,红外温度传感器被用来捕获物体表面的热辐射能量,并将其转换为可视化的热图像。这种技术广泛应用于建筑材料、机械设备、电子产品等领域,便于发现故障和提高工作效率。
5、汽车电子领域
在汽车电子领域中,红外温度传感器可以用于测量车内空调出风口的温度,检测发动机水温和油温等关键参数,同时也可以用于监测制动系统的热量变化等。
6、生命科学领域
在生命科学领域中,红外温度传感器被用来研究动物体表面温度变化,分析人类行为模式,探测神经元活动等。这种技术被广泛应用于神经科学、心理学、生态学等研究领域。
红外温度传感器的测量精度是一个十分重要的参数,受制于很多因素,比如距离、环境温度等,可广泛用于工业及生命科学领域。
KERUA
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IR温度传感器原理清晰实用,非接触测温优势明显。分辨率与维护细节也需重视,感谢分享,受益匪浅。
Geek
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日常预防:环境控制(温湿度稳定)、定期校准、正确设置发射率/模式。
维修优先级:电池/密封问题可自行处理;信号漂移、校准失效需专业检修。
选型注意:医疗场景选体温专用型(±0.2℃精度),工业高温场景选宽量程型号(如0–2000℃)。
若遇复杂故障(如电路板损坏、传感器内部断裂),建议联系厂商或授权维修中心(如常州斯乐维等)进行诊断。正确使用与维护可延长设备寿命至5年以上,大幅降低故障率。
鱼遇雨
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公司使用的红外传感器用来检测物体移动位置,通过使用红外对管,当一侧与另一侧光线不持平时进行判别,看完该话题帖子也是对红外传感器有了深刻了解,对于一些环境因素影响造成的测量误差也可以尽可能的避免,受益匪浅
环境干扰是影响红外感应性能的重要因素。由于红外线感应主要依赖热敏元件,如热释电红外传感器来感知红外辐射,应注意观察环境变化,及时调整设备位置和布局,以避免不必要的干扰和设备失灵情况的发生。