什么是非接触式温度传感器？非接触式温度传感器的应用及原理

什么是非接触式温度传感器？

非接触式温度传感器是一种无需直接贴在被测物体上即可检测温度的传感器。

它利用物体发射的红外线和中子入射时的散射。市场上大多数非接触式温度传感器都是使用红外线的传感器。检测元件用于检测红外线，并利用发射率来计算测量目标的温度。发射率是指照射到每个物体表面温度的红外线量，在使用非接触式温度传感器时是必需的。

非接触式传感器有固定的可测量范围和距离，可测量范围称为光斑直径。如果光斑直径小于被测物体或人，则可以更稳定地测量温度。另外，在测量高温物体时，需要采取冷却等措施，防止非接触式温度传感器本身因发热而损坏。

非接触式温度传感器的应用

非接触式温度传感器应用广泛，从日常生活到工业应用。以下是如何使用非接触式温度传感器的示例。

• 食品厂烘烤过程中食品温度测量

• 温度测量以测量工业产品涂装后的干燥程度

• 车床过程中产品温度分布测量

• 体温测量

用于难以测量的场合或接触式温度传感器无法测量的物体。具体来说，它用于移动或旋转的物体。

它还用于测量体温。它在很多情况下都会使用，例如去餐厅或办公室时。与夹在腋下的接触式体温计相比，它的优点是可以快速测量体温，而且每次使用后无需消毒，更加卫生。

另一方面，由于它使用的是红外线，因此受环境温度、阳光等外部环境的影响较大。此外，它的准确性不如接触式。需要考虑非接触式传感器的使用位置，调整温度计算方法并准备环境。

非接触式温度传感器原理

使用红外线的非接触式温度传感器由聚光透镜、热电堆、放大器和运算单元组成。按以下顺序测量温度：

1.红外光集中

红外光是波长为0.7至1,000μm的不可见光。在此频率范围内，仅使用 0.7 μm 至 20 μm 的频率进行实际温度测量。

该光使用红外聚焦透镜聚焦。通过将红外光集中在热电堆可以检测到的波长范围内，可以提高测量精度。

2. 转换为电信号

热电堆用于将红外线转换成电信号并输出。热电堆是一种红外检测元件，根据红外线加热的温度输出电信号。

热电堆内部由多个热电偶串联连接，热端面向中心，热端面向中心安装红外吸收膜。透镜收集的光仅照射到热接点，从而在其与外部的冷接点之间产生温差。由于塞贝克效应，这会产生电压差，从而可以测量温度。

3.电信号的放大

使用放大器放大热电堆发出的电信号。放大可以实现更准确的检测。

4. 根据发射率计算温度

进行校正以计算测量目标的温度。发射率用于校正。发射率对于每个物体来说都是一个恒定值，是发射的红外辐射量与物体表面温度的比率。

使用从热电堆转换的电信号检测到的红外线量和预先测量的物体的发射率来计算待测量物体的温度。

非接触式温度传感器的类型

非接触式温度传感器大致分为便携式和安装式。

1. 便携式

一个人将其握在手中并进行测量。由于不需要电源，因此易于携带。它们重量轻、体积小，而且许多价格便宜，从几千日元到几万日元不等。

2. 设置型

将待测物体经过设备前方，即可自动测量温度，无需人工干预。许多产品结合了热成像相机等，其中许多价格昂贵，从数十万日元到数百万日元不等。无需触摸设备即可进行测量，根据设备的不同，可以在 0.5 至 1.5 m 的距离内进行测量。