在工业检测、医疗诊断等领域，红外线测温仪凭借非接触、快速响应的优势成为关键工具。其核心在于红外传感器对物体热辐射的感知与转换，而精准的校准则是保障测量可靠性的基石。本文将从工作原理与校准方法两方面展开解析。 红外测温的本质是利用物体的热辐射特性。根据黑体辐射定律（普朗克定律），任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会向外辐射电磁波，其中波长0.76-1000μm的范围称为红外线，而测温仪主要捕捉8-14μm的热辐射（该波段受大气吸收影响小，且多数物体在此区间辐射较强）。
传感器的工作流程可分为三步：
1.光学聚焦：通过透镜或反射镜将目标物体的红外辐射汇聚到传感器的敏感元件上，确保能量集中以提高信噪比。
2.光电转换：敏感元件多为热电堆或热释电探测器。热电堆由多对不同材料的热电偶串联而成，当红外辐射照射时，两端产生温差电动势（塞贝克效应），输出电压与目标辐射强度成正比；热释电探测器则利用某些晶体（如钽酸锂）的极化强度随温度变化的特性，将辐射能转化为电信号。
3.信号处理：传感器输出的微弱电信号经放大、滤波后，由微处理器结合内置的黑体辐射公式（如斯特藩-玻尔兹曼定律）计算目标温度。部分设备还会通过双色测温技术（同时接收两个波长的辐射）补偿距离、灰尘或发射率变化的影响，提升复杂环境下的精度。
需注意的是，实际物体的辐射能力（发射率ε）通常小于理想黑体（ε=1），因此测温时需根据被测物材质（如金属、塑料、皮肤等）预设或调整发射率参数，否则会导致测量偏差。
二、校准方法
校准是确保测温仪准确性的核心环节，需定期或在以下场景进行：新购设备验收、长期使用后性能验证、维修后功能确认。校准的核心是通过标准热源对比，修正传感器与电路的误差。
1.校准原理与标准器
校准基于“标准已知温度”与“被校设备示值”的比对。常用标准器为黑体辐射源（模拟理想黑体，发射率≥0.995，温度稳定性±0.01℃/30min），其温度范围需覆盖被校设备的量程（如-30℃~380℃或更高）。此外，还需环境控制设备（如恒温箱、湿度计）确保实验室环境稳定（温度20±5℃，湿度≤80%RH，无强电磁干扰）。
2.校准步骤
•预处理：将被校测温仪开机预热（通常15-30分钟），置于实验室环境中平衡温度，避免手持或阳光直射导致的表面温差。
•瞄准与设置：使用黑体源的标准靶面作为目标，调整测温仪与被测面的距离（通常为1-3倍靶径，具体依设备说明书），确保光路对准且无遮挡。设置与被测物匹配的发射率（如校准黑体源时设为1.00）。
•数据采集：选取至少5个温度点（覆盖量程的20%、50%、80%及上下限），每个点重复测量3次，记录示值并计算平均值。例如，校准量程-30℃~100℃的设备，可选择-20℃、0℃、40℃、80℃、100℃五个点。
•误差分析与修正：计算各点的示值误差（示值-标准值），若误差超出允许范围（如±0.3℃ 人体测温模式，±1℃ 工业模式），需通过设备内置的校准程序输入修正系数，或更换传感器/电路模块。
3.注意事项
•校准周期一般为6-12个月，高频率使用场景（如医院、工厂）建议缩短至3个月。
•校准前需检查传感器窗口是否清洁（灰尘会散射红外辐射，导致示值偏低），可用无水乙醇轻拭。
•对于带激光瞄准的设备，需确保激光束与测温光轴重合，避免瞄准偏差引入误差。
红外线测温仪传感器的性能依赖于传感器的精密设计与严格的校准维护。理解其“感知热辐射-转换电信号-计算温度”的工作原理，掌握以黑体源为核心的校准方法，既能保障日常使用的准确性，也能为疫情防控、工业质检等关键场景提供可靠数据支撑。
更新时间：2025-12-23
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