1. 光學(xué)系統(tǒng)：收集目標(biāo)物體的紅外線

• 精準(zhǔn)收集目標(biāo)物體表面輻射的紅外線能量，并將其匯聚成一束平行光或聚焦光；

• 過濾掉環(huán)境中的可見光、雜散光等干擾信號，只允許特定波長范圍的紅外線進入后續(xù)環(huán)節(jié)（不同測溫場景會匹配不同波長的濾光片，例如測人體溫度常用 8-14μm 波長，測高溫工業(yè)設(shè)備常用 1-5μm 波長）。

2. 紅外探測器：將紅外線能量轉(zhuǎn)化為電信號

• 熱型探測器（如熱電偶、熱釋電探測器）：通過吸收紅外線能量使自身溫度升高，進而引發(fā)材料的物理特性變化（如電壓、電阻變化），這種變化與吸收的紅外能量成正比；

  → 優(yōu)點：成本低、波長響應(yīng)范圍寬，適合中低溫場景（如人體測溫、室溫測量）；缺點：響應(yīng)速度較慢、精度略低。

• 光子型探測器（如紅外二極管、紅外電荷耦合器件 CCD）：通過紅外線光子撞擊探測器材料中的電子，直接產(chǎn)生光電流，電流大小與光子數(shù)量（即紅外能量）直接相關(guān)；

  → 優(yōu)點：響應(yīng)速度快、靈敏度高、測量精度高，適合高溫場景（如工業(yè)熔爐、發(fā)動機測溫）；缺點：需低溫冷卻（如液氮冷卻）、成本較高。

3. 信號處理單元：放大、修正電信號

• 信號放大：通過放大器將微弱電信號放大到可計算的量級；

• 噪聲過濾：通過濾波電路去除環(huán)境溫度波動、電路干擾等 “雜信號"，確保信號純凈；

• ** emissivity（發(fā)射率）修正 **：這是提升精度的關(guān)鍵步驟 —— 不同物體的 “發(fā)射率" 不同（即物體輻射紅外線的能力，黑體的發(fā)射率為 1，實際物體如金屬約 0.1-0.6、皮膚約 0.95）。若不修正，會導(dǎo)致測量偏差，因此測溫儀會允許用戶手動設(shè)置發(fā)射率，或內(nèi)置常見材料的發(fā)射率數(shù)據(jù)庫自動修正。

4. 數(shù)據(jù)計算與顯示：輸出最終溫度值

• 斯特藩 - 玻爾茲曼定律明確：物體輻射的總能量與溫度的 4 次方成正比（公式：$E=\epsilon \sigma T^4$，其中$E$為輻射能量，$\epsilon$為發(fā)射率，$\sigma$為斯特藩常數(shù)，$T$為物體絕對溫度）；

• 微處理器通過反向推導(dǎo)該公式，將 “修正后的電信號強度" 轉(zhuǎn)化為物體的實際表面溫度，并通過顯示屏（LCD/LED）實時顯示。

補充：紅外測溫儀的核心優(yōu)勢與局限性

• 優(yōu)勢：非接觸測量（避免污染 / 燙傷，如測高溫管道、傳染病患者）、響應(yīng)速度快（毫秒級）、體積小易便攜；

• 局限性：僅測表面溫度（無法測物體內(nèi)部溫度）、受環(huán)境影響大（如煙霧、灰塵會遮擋紅外線，強光會干擾探測器）、測量距離有限（距離越遠，需測的目標(biāo)面積越大，即 “距離系數(shù) D:S"—— 如 D:S=10:1 表示距離 10cm 時，目標(biāo)面積需≥1cm2）。