红外温度计的设计 1.红外的发现 红外光也叫红外线，它是一位英国科学家发现的。1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。试验中。他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带洪广外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。经过反复试验。这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。(不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长 580nm的绿光最强。) 红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。红外线的波长在 0.76～100μ m之间，位于无线电波与可见光之间。任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。 2.红外测温的原理 红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。 2.1普朗克定律 黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即： 51,2ex p/1TcMcT （1—1） 式中： 1c —第一辐射常数， 21 62123.7 4 1 8 3 31 0ch cWm； 2c —第二辐射常数， 221.4 3 8 8 3 21 0h ccmKK； 其中： K—玻耳兹曼常数； h—普朗克常数； c—电磁波在真空中的传播速度。 图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。 2.2斯蒂芬一玻耳兹曼定律 将普朗克公式1-1对所有波长积分，便可得到描述单位面积黑体辐射到半球空间的总辐射功率，即 4,0TTMMdT （1—2） 式中，8245 .6 7 01 0WmK，称为斯蒂芬一玻耳兹曼常数。 2.3实际物体温度的计算 式（1—1）,（1—2）中的T均为绝对温度。计算实际物体的辐射出射度只需在式（1—1）,（1...
