在現代工業、科學和消費應用中，非接觸式溫度測量已變得至關重要。無論您是在管理工業設備、監測電氣系統、進行醫療篩查還是開展研發實驗，紅外(IR)感測技術都能夠在無需直接接觸的情況下實現精確的表面溫度評估。

本文將探討兩種主流的紅外感測方法——紅外測溫儀和熱成像相機，幫助您確定哪種解決方案最適合您的技術需求。我們將深入了解它們的基本原理、性能差異以及適用案例，重點關注技術決策過程。

詳解紅外溫度測量

紅外溫度測量基于一個物理原理：所有溫度高于絕對零度的物體都會按照其熱能的函數發出紅外輻射。這種輻射位于電磁波譜中，可見光之外，通常在0.75微米到14微米的波長范圍內。

斯特凡–波爾茲曼定律和普朗克輻射定律支配著這種輻射的強度和光譜分布，隨著溫度的升高而增加。紅外傳感器檢測這種輻射，并將其轉化為可測量的電信號，再轉換為溫度值。

盡管紅外測溫儀和熱成像儀都利用這一基本原理，但它們的技術實現方式不同，服務于不同的目的。

紅外測溫儀：精準的點測量

紅外測溫儀(IR測溫儀或IR槍)是優化單點溫度測量的緊湊型設備。這些儀器通常采用熱電堆或熱釋電傳感器來吸收目標表面的紅外輻射。

工作原理：

1.通過透鏡將傳入的紅外輻射聚焦到熱電堆傳感器上，熱電堆將紅外能量轉化為熱量。

2.該熱量通過集成熱電偶轉化為小電壓信號，板載電子元件放大并處理信號，顯示溫度值。

主要優點

·快速響應時間(通常在1秒以內)。

·低成本和便攜設計。

·簡單易用，設置要求低。

·激光瞄準以實現精確定位。

限制

·單點測量：僅捕捉目標點的溫度。

·上下文限制：無法提供周圍區域的視覺反饋。

·距離限制：準確性依賴于距離與目標面積的比例(D:S比)。

使用案例示例

HVAC故障排查、食品安全檢查、制造過程中的表面驗證。

熱成像相機：多點和視覺診斷

與紅外測溫儀不同，熱成像相機(也稱為紅外相機或熱成像儀)提供二維的溫度讀取。這些設備集成了由紅外敏感材料(如氧化釩(VOx)或非晶硅(a-Si))制成的焦平面陣列(FPA)探測器。

工作原理

1.場景中的紅外輻射聚焦到FPA傳感器上，FPA中的每個像素充當獨立的溫度傳感器。

2.信號被轉換為數字數據并呈現為熱圖像，高級軟件疊加溫度讀取并支持分析。

一臺典型的高分辨率熱成像儀，比如具有640x480探測器的設備，每幀提供超過300,000個數據點，每個點都映射到一個溫度值。

主要優點

·全場溫度可視化。

·高空間分辨率和詳細的熱梯度。

·數據記錄、分析和報告能力。

·適當光學配置下的長距離檢測。

·能夠在故障發生前檢測熱橋、電熱點或機械摩擦等異常。

限制

·相較于紅外測溫儀成本更高。

·尺寸較大且功耗較高(盡管現代緊湊設計有所改善)。

·需要校準和培訓以進行準確解讀。

使用案例示例

電氣故障檢測、預測性維護、醫學診斷、建筑圍護結構分析、研發。

為您的應用選擇合適的紅外解決方案

在紅外測溫儀和熱成像相機之間的選擇取決于四個主要因素：應用復雜性、空間需求、預算限制和數據處理需求。

使用紅外測溫儀的情況：

· 僅需點測溫度讀數。

·預算有限。

·便攜性和簡單性是關鍵。

·感興趣的對象較小，且預期熱均勻性。

選擇熱成像相機的情況：

·需要監測表面或系統的溫度變化。

·需要可視化和文檔記錄。

·安全性或預測性維護依賴于全面數據。

·您正在診斷熱模式(例如，在電氣面板或機械系統中)。

無論是紅外測溫儀還是熱成像相機，都是現代工程師、技術人員和科學家不可或缺的工具。然而，它們的最佳使用取決于您具體的應用需求。

熱成像儀提供全面的熱洞察，理想用于診斷、研究和文檔記錄。相反，當簡單性和成本效益至關重要時，紅外測溫儀則提供快速、集中測量。