红外线测温仪的工作原理是什么？

红外线测温仪是一种非接触式测温仪器，通过接收目标物体的红外辐射能量来确定其温度。红外线测温仪的工作原理主要基于两个基本概念：普朗克定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。

红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外人体测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红外测温仪型号对使用者来说是十分重要的。

红外测温仪包括手持式红外体温检测枪、全自动红外体温检测仪以及与人工智能相结合的红外体温检测系统. 目前市面上常用的手持红外体温检测枪是以额温式体温枪为主。在这次疫情中，手持式红外体温枪因其便携、检测速度快而被广泛应用于医院、车站、机场、社区、家庭等，成为鉴别是否发热的“好帮手”。

一、普朗克定律

普朗克定律描述了黑体辐射的能量与频率和温度之间的关系。在一定的温度下，黑体的辐射能量由下式给出：

E(f, T)= (8π)σ(f2T2−f1T1)/(e^(f/T)−1)dfdf

其中，f是辐射的频率，T是黑体的温度，σ是斯蒂芬-玻尔兹曼常数。这个公式表明，黑体的辐射能量随着频率的增加和温度的升高而增加。

二、斯蒂芬-玻尔兹曼定律

斯蒂芬-玻尔兹曼定律描述了物体的总辐射能量与它的温度之间的关系。这个定律表示为：

E(T)= σT4

其中，E(T)是物体的总辐射能量，T是物体的温度，σ是斯蒂芬-玻尔兹曼常数。这个公式表明，物体的总辐射能量随着温度的升高而增加。

三、红外线测温仪的工作原理

红外线测温仪的工作原理可以分为以下几个步骤：

收集目标物体的红外辐射能量。

红外线测温仪通常使用光学系统来收集目标物体的红外辐射能量。这个光学系统通常包括一个红外线传感器和一个光学元件，如透镜或反射镜。红外线传感器的作用是将接收到的红外辐射能量转换为电信号。

过滤红外辐射能量。

红外线测温仪通过滤光片或干涉滤光片来过滤红外辐射能量，以选择性地接收特定波段的红外辐射能量。滤光片的选择取决于测温仪的测量范围和测量精度。

检测电信号。

红外线测温仪通过检测电信号来确定目标物体的温度。通常采用热电堆或热电偶等热敏元件作为检测器，将接收到的红外辐射能量转换为电信号。检测器输出的电信号与目标物体的温度有关，可以通过电路进行处理和放大。

校准和显示温度。

为了准确地测量目标物体的温度，红外线测温仪需要进行校准。通常采用标准温度计或其他已知温度的参考源来校准测温仪的输出温度。校准后，红外线测温仪将电信号转换为温度读数，并通过显示器显示出来。

此外，红外线测温仪还需要考虑其他因素，如环境温度、湿度、大气吸收和发射率等，以获得更准确的测量结果。为了提高测量精度和可靠性，现代红外线测温仪通常采用先进的数字信号处理技术和算法来处理接收到的红外辐射能量。

总之，红外线测温仪在工业生产、科学研究、医疗诊断等领域具有广泛的应用价值。随着技术的不断发展，红外线测温仪的性能不断提升，测量范围更广，精度更高，可靠性更好，为各个领域的温度测量和监控提供了强有力的支持。