非接触式测温

温度与测温的基本关系

温度是表征物体冷热程度的物理量，它不能直接测量，只能借助冷热物体间的热交换以及物体某些物理性质随冷热程度变化的特性进行间接测量。按敏感元件是否与被测对象接触，测温方法分为接触式与非接触式两大类。

非接触式测温的定义与原理

非接触式测温时，温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过热辐射实现热交换。物体辐射能的大小与温度高低有关，辐射以电磁波形式向四周散发；选择合适的接收检测装置接收被测对象发出的热辐射能量，并将其转换成可显示的各种信号，即可实现对温度的测量。红外测温仪、微波测温仪、光纤温度传感器等均属此类，1800 ℃以上的高温测量较常用。

热辐射测温的主要方法

按所利用的辐射特征不同，热辐射法可分为：

• 亮度法：对应光学温度计、光电亮度温度计；
• 全辐射法：对应全辐射温度计；
• 比色法：对应比色温度计；
• 红外法：对应红外温度传感器。

辐射式温度计基于普朗克定理，典型代表包括光电高温计、辐射传感器和比色温度计。

光纤式测温

光纤式温度计利用光纤的温度特性及传光介质实现测温，例如光纤温度传感器和光纤辐射温度计。光纤引导目标辐射时可以非接触测温，依靠光纤本身温变性质的探头则通常需要与温度场耦合，不能把所有光纤温度计都归为非接触式。

特点与适用范围

非接触式测温的优点：接收物体已有的热辐射，通常对被测温度场扰动很小、连续测量无消耗、反应快；可测高温、腐蚀、有毒、运动物体以及固体或液体表面的温度。
其缺点：测量精度较低（精度一般不高），使用中测量距离和中间介质对测量结果有影响。

与接触式测温的比较

接触式测温要求敏感元件与被测对象接触，依靠热传导进行热交换（如热电偶、热电阻、热敏电阻、集成温度传感器），当被测介质与感温元件达到热平衡时二者温度相等。其优点是结构简单、工作可靠、测量精度高、稳定性好、价格低廉；缺点是滞后较大，不适宜测量运动物体，测温范围受感温元件材料性质限制，且被测对象的温度场受接触传感器影响。相比之下，非接触式测温以不扰动温度场和响应快见长，代价是精度较低。

接触探头可从目标吸热或向目标放热，扰动方向取决于初始温度。两类方法的精度不能统一排序，辐射测温还依赖发射率、背景辐射、光路和标定，光纤温变探头则须按实际接触方式分类。