什么是非接觸式溫度傳感器？非接觸式溫度傳感器的應用及原理

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需直接貼在被測物體上即可檢測溫度的傳感器。

它利用物體發射的紅外線和中子入射時的散射。市場上大多數非接觸式溫度傳感器都是使用紅外線的傳感器。檢測元件用于檢測紅外線，并利用發射率來計算測量目標的溫度。發射率是指照射到每個物體表面溫度的紅外線量，在使用非接觸式溫度傳感器時是必需的。

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

非接觸式溫度傳感器的應用

非接觸式溫度傳感器應用廣泛，從日常生活到工業應用。以下是如何使用非接觸式溫度傳感器的示例。

• 食品廠烘烤過程中食品溫度測量

• 溫度測量以測量工業產品涂裝后的干燥程度

• 車床過程中產品溫度分布測量

• 體溫測量

用于難以測量的場合或接觸式溫度傳感器無法測量的物體。具體來說，它用于移動或旋轉的物體。

它還用于測量體溫。它在很多情況下都會使用，例如去餐廳或辦公室時。與夾在腋下的接觸式體溫計相比，它的優點是可以快速測量體溫，而且每次使用后無需消毒，更加衛生。

另一方面，由于它使用的是紅外線，因此受環境溫度、陽光等外部環境的影響較大。此外，它的準確性不如接觸式。需要考慮非接觸式傳感器的使用位置，調整溫度計算方法并準備環境。

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、放大器和運算單元組成。按以下順序測量溫度：

1.紅外光集中

 紅外光是波長為0.7至1,000μm的不可見光。在此頻率范圍內，僅使用 0.7 μm 至 20 μm 的頻率進行實際溫度測量。

該光使用紅外聚焦透鏡聚焦。通過將紅外光集中在熱電堆可以檢測到的波長范圍內，可以提高測量精度。

2. 轉換為電信號

 熱電堆用于將紅外線轉換成電信號并輸出。熱電堆是一種紅外檢測元件，根據紅外線加熱的溫度輸出電信號。

熱電堆內部由多個熱電偶串聯連接，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，從而在其與外部的冷接點之間產生溫差。由于塞貝克效應，這會產生電壓差，從而可以測量溫度。

3.電信號的放大 

使用放大器放大熱電堆發出的電信號。放大可以實現更準確的檢測。

4. 根據發射率計算溫度

 進行校正以計算測量目標的溫度。發射率用于校正。發射率對于每個物體來說都是一個恒定值，是發射的紅外輻射量與物體表面溫度的比率。

使用從熱電堆轉換的電信號檢測到的紅外線量和預先測量的物體的發射率來計算待測量物體的溫度。

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

一個人將其握在手中并進行測量。由于不需要電源，因此易于攜帶。它們重量輕、體積小，而且許多價格便宜，從幾千日元到幾萬日元不等。

2. 設置型

將待測物體經過設備前方，即可自動測量溫度，無需人工干預。許多產品結合了熱成像相機等，其中許多價格昂貴，從數十萬日元到數百萬日元不等。無需觸摸設備即可進行測量，根據設備的不同，可以在 0.5 至 1.5 m 的距離內進行測量。