什么是非接觸式溫度傳感器？

非接觸式溫度傳感器是一種無(wú)需直接貼在被測(cè)物體上即可檢測(cè)溫度的傳感器。

它利用物體發(fā)射的紅外線和中子入射時(shí)的散射。市場(chǎng)上大多數(shù)非接觸式溫度傳感器都是使用紅外線的傳感器。檢測(cè)元件用于檢測(cè)紅外線，并利用發(fā)射率來(lái)計(jì)算測(cè)量目標(biāo)的溫度。發(fā)射率是指照射到每個(gè)物體表面溫度的紅外線量，在使用非接觸式溫度傳感器時(shí)是必需的。

非接觸式傳感器有固定的可測(cè)量范圍和距離，可測(cè)量范圍稱為光斑直徑。如果光斑直徑小于被測(cè)物體或人，則可以更穩(wěn)定地測(cè)量溫度。另外，在測(cè)量高溫物體時(shí)，需要采取冷卻等措施，防止非接觸式溫度傳感器本身因發(fā)熱而損壞。

非接觸式溫度傳感器的應(yīng)用

非接觸式溫度傳感器應(yīng)用廣泛，從日常生活到工業(yè)應(yīng)用。以下是如何使用非接觸式溫度傳感器的示例。

• 食品廠烘烤過(guò)程中食品溫度測(cè)量

• 溫度測(cè)量以測(cè)量工業(yè)產(chǎn)品涂裝后的干燥程度

• 車床過(guò)程中產(chǎn)品溫度分布測(cè)量

• 體溫測(cè)量

用于難以測(cè)量的場(chǎng)合或接觸式溫度傳感器無(wú)法測(cè)量的物體。具體來(lái)說(shuō)，它用于移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的物體。

它還用于測(cè)量體溫。它在很多情況下都會(huì)使用，例如去餐廳或辦公室時(shí)。與夾在腋下的接觸式體溫計(jì)相比，它的優(yōu)點(diǎn)是可以快速測(cè)量體溫，而且每次使用后無(wú)需消毒，更加衛(wèi)生。

另一方面，由于它使用的是紅外線，因此受環(huán)境溫度、陽(yáng)光等外部環(huán)境的影響較大。此外，它的準(zhǔn)確性不如接觸式。需要考慮非接觸式傳感器的使用位置，調(diào)整溫度計(jì)算方法并準(zhǔn)備環(huán)境。

非接觸式溫度傳感器原理

使用紅外線的非接觸式溫度傳感器由聚光透鏡、熱電堆、放大器和運(yùn)算單元組成。按以下順序測(cè)量溫度：

1.紅外光集中

 紅外光是波長(zhǎng)為0.7至1,000μm的不可見光。在此頻率范圍內(nèi)，僅使用 0.7 μm 至 20 μm 的頻率進(jìn)行實(shí)際溫度測(cè)量。

該光使用紅外聚焦透鏡聚焦。通過(guò)將紅外光集中在熱電堆可以檢測(cè)到的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，可以提高測(cè)量精度。

2. 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

 熱電堆用于將紅外線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出。熱電堆是一種紅外檢測(cè)元件，根據(jù)紅外線加熱的溫度輸出電信號(hào)。

熱電堆內(nèi)部由多個(gè)熱電偶串聯(lián)連接，熱端面向中心，熱端面向中心安裝紅外吸收膜。透鏡收集的光僅照射到熱接點(diǎn)，從而在其與外部的冷接點(diǎn)之間產(chǎn)生溫差。由于塞貝克效應(yīng)，這會(huì)產(chǎn)生電壓差，從而可以測(cè)量溫度。

3.電信號(hào)的放大 

使用放大器放大熱電堆發(fā)出的電信號(hào)。放大可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的檢測(cè)。

4. 根據(jù)發(fā)射率計(jì)算溫度

 進(jìn)行校正以計(jì)算測(cè)量目標(biāo)的溫度。發(fā)射率用于校正。發(fā)射率對(duì)于每個(gè)物體來(lái)說(shuō)都是一個(gè)恒定值，是發(fā)射的紅外輻射量與物體表面溫度的比率。

使用從熱電堆轉(zhuǎn)換的電信號(hào)檢測(cè)到的紅外線量和預(yù)先測(cè)量的物體的發(fā)射率來(lái)計(jì)算待測(cè)量物體的溫度。

非接觸式溫度傳感器的類型

非接觸式溫度傳感器大致分為便攜式和安裝式。

1. 便攜式

一個(gè)人將其握在手中并進(jìn)行測(cè)量。由于不需要電源，因此易于攜帶。它們重量輕、體積小，而且許多價(jià)格便宜，從幾千日元到幾萬(wàn)日元不等。

2. 設(shè)置型

將待測(cè)物體經(jīng)過(guò)設(shè)備前方，即可自動(dòng)測(cè)量溫度，無(wú)需人工干預(yù)。許多產(chǎn)品結(jié)合了熱成像相機(jī)等，其中許多價(jià)格昂貴，從數(shù)十萬(wàn)日元到數(shù)百萬(wàn)日元不等。無(wú)需觸摸設(shè)備即可進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)設(shè)備的不同，可以在 0.5 至 1.5 m 的距離內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。