是一種線上監測（不停電）式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、影象處理技術於一身，透過接收物體發出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分佈情況，具有準確、實時、快速等優點。紅外測溫技術在生產過程中，在產品質量控制和監測，裝置線上故障診斷和安全保護以及節約能源等方面發揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外測溫儀在技術上得到迅速發展，效能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用範圍也不斷擴大，市場佔有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。非接觸紅外測溫儀包括行動式、線上式和掃描式三大系列，並備有各種選件和計算機軟體，每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對使用者來說是十分重要的。紅外檢測技術是“九五”國家科技成果重點推廣專案，任何物體由於其自身分子的運動，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場，俗稱“熱像”。紅外診斷技術正是透過吸收這種紅外輻射能量，測出裝置表面的溫度及溫度場的分佈，從而判斷裝置發熱情況。應用紅外診技術的測試裝置比較多，如紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等裝置利用熱成像技術將這種看不見的“熱像”轉變成可見光影象，使測試效果直觀，靈敏度高，能檢測出裝置細微的熱狀態變化，準確反映裝置內部、外部的發熱情況，可靠性高，對發現裝置隱患非常有效。紅外診斷技術對電氣裝置的早期故障缺陷及絕緣效能做出可靠的預測，使傳統電氣裝置的預防性試驗維修(預防試驗是50年代引進前蘇聯的標準)提高到預知狀態檢修，這也是現代電力企業發展的方向。特別是大機組、超高電壓的發展，對電力系統的可靠執行，關係到電網的穩定，提出了越來越高的要求。隨著現代科學技術不斷髮展成熟與日益完善，利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地線上監測和診斷電氣裝置大多數故障(幾乎可以覆蓋所有電氣裝置各種故障的檢測)。它備受國內外電力行業的重視(國外70年代後期普遍應用的一種先進狀態檢修體制)，並得到快速發展。紅外檢測技術的應用，對提高電氣裝置的可靠性與有效性，提高執行經濟效益，降低維修成本都有很重要的意義。是在預知檢修領域中普遍推廣的一種很好手段，又能使維修水平和裝置的健康水平上一個臺階。採用紅外成像檢測技術可以對正在執行的裝置進行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分佈、測量任何部位的溫度值，據此對各種外部及內部故障進行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點，用來檢測發電廠、變電所和輸電線路的運轉裝置和帶電裝置非常方便、有效。

利用熱像儀檢測線上電氣裝置的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業上用來無損探測，檢測裝置效能和掌握其執行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等放置在被測物表面或體內)相比，熱像儀可在一定距離內實時、定量、線上檢測發熱點的溫度，透過掃描，還可以繪出裝置在執行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便於現場使用。它可以在-20℃～2000℃的寬量程內以0.05℃的高解析度檢測電氣裝置的熱致故障，揭示出如導線接頭或線夾發熱，以及電氣裝置中的區域性過熱點等等。

帶電裝置的紅外診斷技術是一門新興的學科。它是利用帶電裝置的致熱效應，採用專用裝置獲取從裝置表面發出的紅外輻射資訊，進而判斷裝置狀況和缺陷性質的一門綜合技術。

紅外溫度計

紅外溫度感測器儀器的設計從簡單的手持溫度計到花費數百甚至數千美元的複雜專用儀器不等。然而，一些積木對於大多數設計來說是常見的。

典型的紅外溫度計由光學元件、紅外探測器、電子器件和顯示器或介面輸出級組成。光學部件將輻射能量聚焦到紅外探測器上，並過濾出所需波長波段之外的輻射。這些元件包括收集光學、透鏡、光纖和光譜光學濾波器。

紅外探測器

大多數紅外探測器要麼是單波長 (也稱為單色)，要麼是雙波長 (也稱為雙色) 型別。單波長探測器測量特定波長波段內的紅外能量，儀器根據探測器輸出和預設發射率計算物體溫度。有些溫度計發射率可調，大多數簡單的單位發射率固定。

雙波長探測器測量兩個不同波長波段的能量，儀器根據兩個讀數的比率計算溫度。如果發射率或能量在兩個波段變化相同，測量精度不會受到影響。發射率或輻射能量的數量可能會因物體變化或移動、鏡頭汙染或錯位或視障而改變。雙波長檢測器的缺點是在一定條件下成本較高，精度較低。

許多材料和表面的發射率在紅外波長範圍內保持相對恆定，在任何窄波段測量能量都是可以接受的。其他材料由於高反射性或透射性而具有更高和更低發射率的波長波段，並且需要調諧到高發射率波長的窄波段探測器。

典型的紅外溫度感測器由光學元件、紅外探測器、電子器件和顯示器或介面輸出級組成。光學將紅外能量聚焦到探測器上，該探測器將紅外能量轉換成電訊號。放大、線性和溫度穩定後，電訊號轉換為代表測量溫度的值。

另一個因素是氣氛。其傳輸係數 vs.波長曲線有許多波峰和波谷，從幾乎 1 處擺動。0 至接近零，阻擋紅外能量傳輸。大多數通用紅外溫度感測器使用 7 至 14 微米之間最大的高傳輸波段來最小化大氣衰減。

為了測量發射率在紅外波長光譜上變化很大的物體和被玻璃、煙霧、蒸汽或其他屏障遮蔽的物體的溫度，工程師需要使用窄波段紅外探測器。例如，短波長探測器透過玻璃窗處理可變發射率物體、透鏡汙染和測量。長波長探測器由於發射率變化更容易出錯，但溫度範圍較寬。

特殊應用，如測量玻璃、晶體、火焰、氣體和薄膜的溫度，需要具有特定窄帶的探測器。例如，以 5 微米為中心的窄波段探測器在測量玻璃溫度時給出了最佳結果。金屬和金屬箔通常需要 1 微米探測器，它們的輻射水平最高。

基於工作原理，紅外探測器分為熱探測器和光電探測器兩類。熱紅外探測器吸收入射光能量，提高感測元件溫度，並改變探測器的電氣特性: 熱電堆產生熱電電壓，測力計改變電阻，熱釋電器件改變極化。一般來說，它們比照片探測器慢。

熱電堆是透過串聯幾個熱電偶並將它們的熱結與吸收輻射紅外能量並加熱熱結的黑色體接觸而製成的。冷結被放置在探測器區域，並有足夠的散熱。這些探測器響應快、波段寬、動態範圍大，經常用於通用、汽車、空調和人體溫度計。

測力計使用一種隨著溫度的變化而改變電阻的平板材料。該電路將電阻變化轉換為電壓變化，由儀器進一步處理。測力計經常用於測量低階紅外能量，通常作為望遠鏡的附件。

熱釋電裝置在體溫變化時會充電。為了產生可用的訊號，入射光紅外能量必須 “脈衝”。輸出的峰值到峰值交流訊號與脈衝能量成比例。由於被測物體發射的能量通常是穩定的，使用熱釋電探測器的溫度計在感測器前面有一個機械或光學斬波。這些感測器用於許多家庭安全系統。

光電探測器構建在具有紅外敏感區域的矽襯底上，當受到光子的影響時，該區域會釋放自由電子。電子流產生與入射能成比例的電訊號。這些探測器在熱成像系統中經常被用作陣列。

探測器需要免受環境的保護，所選的視窗材料必須允許正確的波長帶以最小的衰減透過。硫化鋅或 ge 視窗最適合長波長探測器，玻璃適合短波長探測器，石英適合中波長光譜。一些儀器使用光纖導光器將輻射引導到探測器。

由於所有型別的紅外探測器都在微電壓範圍內產生訊號，因此高增益放大器應該跟隨探測器。檢測器輸出 vs.溫度曲線不是線性的，隨著環境溫度的變化而波動很大。為了解決這個問題，訊號調節電路穩定溫度並使訊號線性。許多應用需要模數轉換器 (ADC) 將溫度讀數轉換為數字格式。

手持和許多其他型別的儀器具有內建顯示器，而其他裝置透過 RS232 或 RS-485 電纜連線到計算機、資料採集系統或溫度控制系統。一些儀器模擬熱電偶輸出，其他儀器有 0-20毫安或 4-20毫安電流回路，或電壓輸出。

任何紅外溫度感測器應用的關鍵規格和注意事項是視野 (FOV) 和距離;光譜波段;響應時間;準確性和重複性;被測量物體或介質的發射率;物體與紅外溫度感測器之間的介質，如真空、空氣、蒸汽、氣體、玻璃或其他;物體溫度範圍;安裝或手持應用程式;和輸出訊號或顯示器的型別。

FOV 表徵了紅外探測器將在離測量表面一定距離 “看到” 的圓 (目標) 的直徑。然而，總是有一個最小目標直徑，這取決於光學系統和探測器的尺寸。探測器測量目標區域內所有物體的平均溫度。FOV 通常被稱為距離與斑點尺寸比，是儀表和目標之間的距離與目標直徑的比率。

例如，10: 1 的距離與斑點尺寸比意味著，如果測量的表面距離溫度計 10英寸，它將測量並平均 1 in 的圓的溫度。直徑。將溫度計移到 20。並且目標將增加到 2 in。等。當距離目標 1英尺時，比例為 1: 1 的溫度計將在 1 尺直徑圓內測量。

專為測量小區域而設計的溫度計具有非常窄的視場，並測量不到一寸十分之一的物體的溫度。例如，這樣的溫度計放在 pc板上的元件附近，將只測量該元件的溫度，而忽略

它周圍的元件。

其他光學系統允許在幾十英尺的距離下精確測量直徑幾英寸的斑點的溫度。然而，這種測量需要精確的指向。儘管儀器頂部的缺口提供了一些幫助，但瞄準燈和內建鐳射指標證明是最有幫助的。

不幸的是，如果使用者不熟悉紅外溫度計操作和 FOV 概念，鐳射指標可能偶爾會導致錯誤的測量。一些首次使用者錯誤地認為他們看到的鐳射束與測量溫度的過程有關。他們假設儀器顯示鐳射束與表面相遇的小點的溫度。這樣的測量不會產生令人滿意的結果。

實際考慮:

避免因環境元素 (如汙垢、灰塵、煙霧、蒸汽、其他蒸汽、極高或低環境溫度以及其他裝置的電磁干擾) 而降低測量精度。

選擇一種紅外溫度感測器，其波長波段與被測物體 (特別是高反射物體) 以及溫度計和被測物體之間的介質 (特別是玻璃、煙霧或蒸汽) 相容。

選擇溫度範圍不大於最大應用溫度的儀器。比需要的溫度範圍寬導致精度更低或儀器成本更高。

紅外溫度感測器平均其視野內所有物體的溫度: 選擇具有適當視場的儀器，並計算適當的距離，以便僅測量所需的區域。

避免被測物體附近的熱物體。它們將可以被測量物體反射或傳輸的能量輻射到溫度計 FOV 中。