SANKO山高研究所 非接触式温度传感器的原理

利用红外光的非接触式温度传感器由聚焦透镜、热电堆、放大器和处理单元组成。温度测量顺序如下：

1. 聚焦红外光

 红外光是波长在 0.7 至 1000 微米范围内的不可见光。在这个频率范围内，只有波长在 0.7 微米至 20 微米之间的红外光才用于实际的温度测量。

然后使用红外聚焦透镜进行聚焦。通过将红外光聚焦到热电堆可检测的波长范围内，可以提高测量精度。

2. 转换为电信号

 热电堆用于将红外辐射转换为电信号并输出。热电堆是一种红外探测元件，它根据红外辐射加热的温度输出电信号。

在热电堆内部，多个热电偶串联连接，其热端朝向中心，并在热端指向的中心位置放置了一层红外吸收膜。透镜收集的光线仅照射到热端，从而在其与外部冷端之间产生温差。由于塞贝克效应，这种温差会产生电压差，从而可以进行温度测量。

3. 电信号的放大 

放大器用于放大热电堆发出的电信号。这种放大作用可以实现更精确的检测。

4. 根据发射率计算温度。

 为了计算被测物体的温度，需要进行校正。这种校正利用了发射率。发射率对于每个物体来说都是一个常数，它是物体发射的红外辐射量与其表面温度的比值。

被测物体的温度是通过使用热电堆转换的电信号检测到的红外辐射量和预先测量的物体的发射率来计算的。

非接触式温度传感器的类型

非接触式温度传感器大致可分为便携式和固定式两种类型。

1. 便携式

这些设备握在手中进行测量。由于无需电源，因此便于携带。它们轻巧紧凑，而且价格低廉，许多型号售价在几千到几万日元之间。

2. 安装类型

当被测物体经过设备前方时，无需人工干预即可自动测量温度。许多产品将此功能与热成像摄像头相结合，价格不菲，从几十万日元到几百万日元不等。测量过程中无需接触设备，有些设备甚至可以在0.5米到1.5米的距离内进行测量。