hbzhan內容導讀：自二十世紀九十年代以來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大。電力設備是電網(wǎng)和變電站的核心設備，它的運行狀況直接關系到系統(tǒng)的安全運行。隨著電壓等級的提高，電力設備的負荷也越來越大，由于電力設備自身的造價都比較昂貴，因電力設備故障所帶來的事故，造成的損失往往也是巨大的。
　　
　　而設備運行時所發(fā)出的紅外光譜的波長范圍是5～14um，屬于遠紅外光譜，這個波段內的光所對應的物體的溫度是介于0～500℃之間。溫度不是特別高，對儀器的損壞也不是特別大，因此，設計一種測量更準確，采樣波長介于此區(qū)間內的非接觸式遠紅外測溫儀來監(jiān)測電力設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，有著充分的必要性。
　　
　　紅外探測器一般由光學系統(tǒng)、敏感元件、前置放大器和信號調制器組成。光學系統(tǒng)是遠紅外探測器的重要組成部分。根據(jù)光學系統(tǒng)的結構分為反射式光學系統(tǒng)的遠紅外探測器和透射式光學系統(tǒng)的遠紅外探測器兩種。
　　
　　對于反射式光學系統(tǒng)的紅外探測器的結構，它由凹面玻璃反射鏡組成，其表面鍍金、鋁和鎳鉻等紅外波段反射率很高的材料構成反射式光學系統(tǒng)。為了減小像差或使用上的方便，常另加一片次鏡，使目標輻射經(jīng)兩次反射聚集到敏感元件上，敏感元件與透鏡組合在一起，前置放大器接收熱電轉換后的電信號，并對其進行放大。
　　
　　紅外測溫的理論原理
　　
　　在自然界中，當物體的溫度高于零度時，由于它內部熱運動的存在，就會不斷的向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的紅外線。他zui大的特點是在給定的溫度和波長下，物體發(fā)射的輻射能有一個zui大值，這種物質稱為黑體，并設定他的反射系數(shù)為1，其他的物質反射系數(shù)小于1，稱為灰體，由于黑體的光譜輻射功率P（λＴ）與溫度T之間滿足普朗克定。說明在溫度T下，波長λ處單位面積上黑體的輻射功率為P（λＴ）。根據(jù)這個關系可以得到圖1的關系曲線，從圖中可以看出：
　　
　　1隨著溫度的升高，物體的輻射能量越強。這是紅外輻射理論的出發(fā)點，也是單波段紅外測溫儀的設計依據(jù)。
　　
　　2隨著溫度升高，輻射峰值向短波方向移動（向左），并且滿足維恩位移定理，峰值處的波長與溫度T成反比，虛線為處峰值連線。這個公式告訴我們?yōu)槭裁锤邷販y溫儀多工作在短波處，低溫測溫儀多工作在長波處。
　　
　　3輻射能量隨溫度的變化率，短波處比長波處大，即短波處工作的測溫儀相對信噪比高（靈敏度高），抗干擾性強，測溫儀應盡量選擇工作在峰值波長處，特別是低溫小目標的情況下，這一點顯得尤為重要.