根据非接触温度测量应用场景选择合适型号的热电堆传感器及配套光学组件

1 滤光片的作用

大气中的水汽、二氧化碳等对特定波长的红外光有强烈的吸收作用，如果让物体发射的全部波长范围的红外辐射都透过传感器光学窗口，则被热电堆传感器接收到的辐射能量会很容易受到大气成分浓度的干扰，从而影响传感器的输出结果。

传感器光学窗口上装载的硅基红外滤光片可以选择性地透过特定波长范围的红外光，通过设计滤光片的透过-截止波长参数，可以将引起干扰的大气吸收波段屏蔽在传感器之外，确保热电堆传感器接收到的辐射能量仅与被测物体的表面温度有关，不受大气成分浓度的干扰。

2 测量温度范围

不同温度的物体所发射的红外辐射波长范围不同，根据韦恩位移定律，随着物体的表面温度升高，其发射的红外辐射峰值波长λmax朝着短波的方向移动型号。

测量中低温（-40~500℃）物体时，建议用户使用搭配5.5~14 μm长波通滤光片的热电堆传感器；测量中低温（500~1200℃）物体时，建议用户使用搭配8~14 μm带通滤光片的热电堆传感器型号。

3 热电堆芯片的灵敏度

美思先端提供分别装配有2种不同灵敏度的热电堆芯片的传感器产品。其中高性能热电堆芯片的传感器产品能为高精度测量应用提供更好的分辨率和信噪比。

4 视场（FOV, Field of View）和物距比的概念

如下图所示，热电堆传感器的内部结构（芯片敏感区大小、光学窗口大小、封装外壳高度等）和外部结构（产品外壳，示意图中需要补充）决定了只有一定角度范围内的红外光能被热电堆芯片接收到，行业内将这一角度范围称为视场。

用该角度范围的圆锥顶角α表示，FOV = sinα。

如下图所示，当产品的FOV固定时，测量距离（Measuring Distance）与被测物体的直径（Spot Size），也呈一固定比值关系，行业内称为物距比，D:S。示例中的物距比为D:S=12:1=12”/1”=24”/2”=36”/3”=12’/1’。

0.9的系数是考虑到被测物体边缘的红外辐射均匀性，取中央90%的被测面积进行计算。

5 配套光学组件

在实际的非接触温度测量产品中，有时会希望在较远的距离测量较小的物体，建议用户硬件上通过组合使用光阑套筒、塑料菲涅尔透镜、硅/锗透镜等光学组件来缩小产品的FOV，实现较大的D:S；软件上要考虑远距离测量时信号衰减，选择合适的采样周期和平均补偿算法。相关算法是每家红外测温枪厂家的核心技术。

套筒的作用一是缩小视场，二是作为热沉防止传感器温度快速变化导致热堆芯片冷端热失衡，提高传感器输出稳定性。套筒使用铝合金或铜合金等金属材料的原因一是金属导热快，能与传感器保持相同温度，二是金属材料的发射率极低，发出的红外辐射能量很小可以忽略不计。

塑料菲涅尔透镜的透过率一般在20%~30%，工业用的测温枪和普通民用的测温枪都有使用菲涅尔透镜的。测温枪在大于8:1以上的物距比时，会采用透过率更高的硅透镜或锗透镜。

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