在工業檢(jian)測(ce)、醫療(liao)診(zhen)斷等(deng)領(ling)域(yu)，紅(hong)外(wai)線測(ce)溫(wen)儀(yi)憑(ping)借(jie)非(fei)接觸、快(kuai)速(su)響(xiang)應的優(you)勢成為(wei)關鍵工具。其核(he)心在於(yu)紅(hong)外(wai)傳(chuan)感器對物體(ti)熱(re)輻(fu)射的(de)感(gan)知與(yu)轉換，而精準的校準則(ze)是(shi)保(bao)障測量(liang)可靠性(xing)的(de)基(ji)石(shi)。本文(wen)將從工作原理與校(xiao)準方(fang)法(fa)兩方(fang)面(mian)展(zhan)開(kai)解(jie)析。 紅外(wai)測溫(wen)的(de)本質是(shi)利(li)用(yong)物體(ti)的(de)熱(re)輻射(she)特性(xing)。根(gen)據(ju)黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)定(ding)律(lv)（普(pu)朗(lang)克定(ding)律(lv)），任何溫(wen)度(du)高於(yu)絕(jue)對零(ling)度（-273.15℃）的(de)物體(ti)都(dou)會(hui)向(xiang)外(wai)輻射電(dian)磁(ci)波，其中波長0.76-1000μm的(de)範圍(wei)稱(cheng)為(wei)紅(hong)外(wai)線，而測溫儀(yi)主要(yao)捕(bu)捉8-14μm的(de)熱(re)輻(fu)射(she)（該波段受大氣(qi)吸(xi)收影(ying)響(xiang)小(xiao)，且(qie)多數物(wu)體(ti)在(zai)此(ci)區間(jian)輻射較(jiao)強）。
傳感(gan)器(qi)的工作流程可分(fen)為(wei)三(san)步(bu)：
1.光(guang)學(xue)聚(ju)焦(jiao)：通(tong)過(guo)透鏡或(huo)反(fan)射(she)鏡(jing)將目(mu)標物(wu)體(ti)的(de)紅(hong)外輻(fu)射(she)匯聚(ju)到(dao)傳(chuan)感(gan)器的敏(min)感(gan)元件上，確(que)保能量(liang)集中(zhong)以(yi)提高信噪比。
2.光(guang)電轉換：敏(min)感(gan)元件多為(wei)熱(re)電(dian)堆(dui)或(huo)熱(re)釋(shi)電探測(ce)器。熱電(dian)堆由(you)多對不同(tong)材(cai)料的(de)熱電(dian)偶串聯(lian)而成，當紅外輻(fu)射(she)照(zhao)射時(shi)，兩(liang)端(duan)產生溫(wen)差電動(dong)勢（塞(sai)貝(bei)克(ke)效(xiao)應），輸(shu)出(chu)電壓與目標(biao)輻(fu)射(she)強度成正比；熱(re)釋電探測器則利用某(mou)些(xie)晶體(ti)（如鉭(tan)酸鋰(li)）的極(ji)化強度隨溫度(du)變化的特性(xing)，將(jiang)輻(fu)射(she)能轉(zhuan)化為(wei)電(dian)信(xin)號(hao)。
3.信(xin)號(hao)處(chu)理：傳感(gan)器輸(shu)出(chu)的微弱電信(xin)號(hao)經(jing)放大、濾波後，由微處理器結合內(nei)置(zhi)的黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)公(gong)式(shi)（如斯特藩-玻爾(er)茲(zi)曼定(ding)律(lv)）計算(suan)目(mu)標(biao)溫(wen)度。部(bu)分(fen)設(she)備(bei)還(hai)會(hui)通(tong)過(guo)雙色測(ce)溫(wen)技(ji)術（同(tong)時(shi)接收兩個(ge)波長的(de)輻射）補(bu)償距(ju)離、灰塵(chen)或(huo)發(fa)射率(lv)變化的影(ying)響(xiang)，提(ti)升(sheng)復(fu)雜環境(jing)下的精度。
需註意(yi)的(de)是(shi)，實(shi)際(ji)物體(ti)的(de)輻(fu)射能力(li)（發(fa)射率(lv)ε）通常(chang)小(xiao)於(yu)理想(xiang)黑(hei)體(ti)（ε=1），因此(ci)測(ce)溫(wen)時(shi)需根(gen)據被測(ce)物(wu)材(cai)質（如金屬(shu)、塑料、皮膚等(deng)）預(yu)設(she)或(huo)調(tiao)整(zheng)發(fa)射率(lv)參數，否則(ze)會(hui)導(dao)致測量偏差(cha)。
二、校準(zhun)方(fang)法(fa)
校準(zhun)是確(que)保測溫(wen)儀(yi)準(zhun)確(que)性(xing)的(de)核(he)心環節(jie)，需定(ding)期(qi)或(huo)在(zai)以(yi)下場景進行(xing)：新(xin)購設(she)備(bei)驗收、長期(qi)使用(yong)後(hou)性(xing)能驗證、維(wei)修(xiu)後功(gong)能確(que)認。校準(zhun)的核(he)心是通(tong)過(guo)標準熱(re)源(yuan)對比(bi)，修(xiu)正(zheng)傳(chuan)感器與電路(lu)的誤(wu)差(cha)。
1.校(xiao)準(zhun)原理與標(biao)準器(qi)
校(xiao)準基於(yu)“標(biao)準(zhun)已(yi)知溫(wen)度”與(yu)“被(bei)校設(she)備(bei)示(shi)值(zhi)”的(de)比(bi)對。常(chang)用(yong)標準(zhun)器為(wei)黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)源(yuan)（模擬理想(xiang)黑(hei)體(ti)，發(fa)射率(lv)≥0.995，溫度(du)穩(wen)定(ding)性(xing)±0.01℃/30min），其溫度(du)範圍(wei)需覆(fu)蓋被校(xiao)設(she)備(bei)的(de)量(liang)程（如-30℃~380℃或(huo)更(geng)高）。此(ci)外(wai)，還(hai)需環境(jing)控制(zhi)設(she)備(bei)（如恒溫(wen)箱(xiang)、濕(shi)度(du)計）確(que)保實驗室環境(jing)穩定(ding)（溫(wen)度(du)20±5℃，濕(shi)度(du)≤80%RH，無(wu)強電磁(ci)幹擾(rao)）。
2.校準(zhun)步(bu)驟
•預(yu)處理：將被(bei)校測(ce)溫(wen)儀(yi)開(kai)機預(yu)熱（通(tong)常(chang)15-30分(fen)鐘），置(zhi)於(yu)實(shi)驗室環境(jing)中平(ping)衡溫(wen)度，避(bi)免手(shou)持或(huo)陽(yang)光(guang)直射導(dao)致的表面(mian)溫(wen)差(cha)。
•瞄準與設(she)置(zhi)：使用(yong)黑(hei)體(ti)源(yuan)的標(biao)準(zhun)靶面(mian)作為(wei)目(mu)標(biao)，調(tiao)整(zheng)測(ce)溫儀(yi)與(yu)被(bei)測面(mian)的(de)距(ju)離（通常為(wei)1-3倍(bei)靶徑，具體(ti)依(yi)設(she)備(bei)說(shuo)明(ming)書(shu)），確(que)保光路(lu)對準且(qie)無遮擋(dang)。設(she)置(zhi)與被(bei)測物(wu)匹配(pei)的(de)發(fa)射率(lv)（如校準(zhun)黑(hei)體(ti)源(yuan)時設(she)為(wei)1.00）。
•數(shu)據(ju)采(cai)集：選(xuan)取至少5個(ge)溫(wen)度(du)點(dian)（覆蓋量程(cheng)的(de)20%、50%、80%及(ji)上下限），每(mei)個(ge)點(dian)重復(fu)測(ce)量(liang)3次，記(ji)錄示(shi)值(zhi)並(bing)計算(suan)平(ping)均(jun)值(zhi)。例(li)如，校準(zhun)量程-30℃~100℃的設(she)備(bei)，可選(xuan)擇(ze)-20℃、0℃、40℃、80℃、100℃五(wu)個(ge)點(dian)。
•誤(wu)差(cha)分(fen)析與修(xiu)正(zheng)：計算(suan)各(ge)點(dian)的示(shi)值(zhi)誤(wu)差(cha)（示(shi)值(zhi)-標(biao)準(zhun)值(zhi)），若誤(wu)差(cha)超(chao)出(chu)允許(xu)範圍(wei)（如±0.3℃ 人(ren)體(ti)測(ce)溫(wen)模式(shi)，±1℃ 工業模式(shi)），需通(tong)過設(she)備(bei)內(nei)置(zhi)的校(xiao)準程(cheng)序(xu)輸(shu)入(ru)修正(zheng)系(xi)數，或(huo)更(geng)換傳感(gan)器(qi)/電路(lu)模塊(kuai)。
3.註意(yi)事(shi)項
•校(xiao)準(zhun)周期(qi)壹般為(wei)6-12個(ge)月(yue)，高頻(pin)率(lv)使用(yong)場(chang)景（如醫院、工廠）建(jian)議縮短至3個(ge)月(yue)。
•校(xiao)準前需檢(jian)查(zha)傳(chuan)感(gan)器窗口(kou)是(shi)否清(qing)潔(jie)（灰塵(chen)會(hui)散(san)射(she)紅外輻(fu)射(she)，導致示值(zhi)偏低(di)），可用無(wu)水(shui)乙醇(chun)輕(qing)拭(shi)。
•對於(yu)帶(dai)激光瞄準的設(she)備(bei)，需確(que)保激光(guang)束(shu)與(yu)測(ce)溫(wen)光軸重合，避(bi)免瞄準偏差(cha)引(yin)入(ru)誤(wu)差(cha)。
紅(hong)外(wai)線測(ce)溫(wen)儀(yi)傳(chuan)感(gan)器的性(xing)能依(yi)賴(lai)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的精密(mi)設(she)計與(yu)嚴格(ge)的校(xiao)準維(wei)護(hu)。理解(jie)其“感知熱(re)輻射(she)-轉(zhuan)換電信(xin)號(hao)-計算(suan)溫(wen)度(du)”的(de)工作原理，掌(zhang)握以黑(hei)體(ti)源(yuan)為(wei)核(he)心的校(xiao)準(zhun)方(fang)法(fa)，既能保(bao)障(zhang)日(ri)常(chang)使用(yong)的(de)準確(que)性(xing)，也能為(wei)疫情(qing)防(fang)控、工業質檢(jian)等(deng)關鍵場景提(ti)供可靠數據(ju)支(zhi)撐。
更新(xin)時間(jian)：2025-12-23
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