2020年2月21日的線上研討會上，testo德圖儀器的產品應用顧問分享了非接觸式紅外測溫儀在食品領域的使用細節和實際應用，在線與業內朋友們討論了使用過程中會遇到的一些常見問題。

研討會內容概覽

紅外測量的物理原理

發射率的含義與調節

影響準確性的因素和控制方法

食品企業應用場景與對應方案

紅外測量的物理原理

紅外測量設備是利用自然界存在物體的熱輻射進行溫度測量的一種常用的方法。

熱輻射是一種電磁輻射，一切物體都會發出電磁波，或稱輻射，這取決于其溫度的大小。對于我們的大多數應用來說（HVAC/R、食品加工、制藥業和工業等），波長從8微米到14微米的長波紅外，是進行紅外測量的物理基礎，幾乎所有市面上的紅外線測溫儀都在此范圍內測量。

空氣的存在會不會影響到紅外測量呢？那需要通過下面這張圖片來了解什么是“大氣窗口”。

大氣窗口被定義為電磁輻射頻譜的波長間隔（如可見光、紅外光），對此間隔空氣在很大程度上是透明的。紅外傳感器在進行紅外測量時，利用8微米到14微米這段波長的大氣窗口，將不會受到空氣中水蒸氣和二氧化碳氣體的影響。

什么是發射率呢？

發射率應該怎樣調節呢？

工業紅外測量設備有一個非常重要的參數即所謂的發射率。那么發射率代表什么含義，以及怎樣來調節發射率？

首先自然界物體輻射包括三個方面——物體自身發出的熱輻射、反射外界的輻射、透過的輻射。這三個部分的輻射組成了物體總體的輻射能量。三個部分能量的占比分別代表了發射率ε，透射率R以及反射率T，三者之和等于1。

物體的發射率跟物體材料本身的性質有關，ε=0.5代表物體發射的輻射50%來自于自身發射的輻射能量，其他50%來自于透射和反射。常見物體的發射率可以參考以下對紅外測溫儀進行參數的設定，當你需要測量什么類型的物體，即可將紅外測溫儀的參數調整至對應的發射率。這樣測得的結果是物體真實的溫度，否則將可能會有較大的偏差。食品行業使用的紅外測量設備，發射率可以調整至0.8-0.95。

常見物體的發射率

紅外測量的數據不準確？

你首先需要了解有哪些影響因素，才可以通過操作進行避免。

首先紅外測量設備是典型的“可視化”測量方法，利用光學部件對紅外線進行測量，再轉化為相應的信號進行顯示，透鏡鏡頭表面的潔凈度將會直接印象測量的準確性，在紅外測量設備的使用過程中，需要保持鏡頭的潔凈度，一旦鏡頭上有灰塵或者在使用過程中被油脂污染，請使用干凈柔軟材質的鏡頭布進行擦拭。

第二是中間媒介（如灰塵，水蒸汽），在被測量物體和鏡頭之間的媒介，如出現水汽，或者灰塵，都會影響到測量的準確性。比如在食品加熱時，有大量的水蒸氣形成，如使用紅外測量食品的表面溫度，結果將不準確。

第三是環境溫度，作為溫度測量的儀器，部件本身的溫度也會影響到測量結果的準確性。如果環境高于儀器溫度，測量結果偏高。如果環境溫度低于儀器溫度，測量結果偏低，無法用發射率進行修正。所以需要一定的時間來適應環境溫度。

第四是測量物體的大小，如圖，紅外測量設備有一個參數稱為距離系數比，如830T1的距離系數比為10:1，這表示測量的距離與被測物體表面的圓形范圍直徑的比為10:1，當距離被測物體表面的距離是10厘米時，測得是被測物體表面1厘米直徑內的平均溫度。這將影響測量的結果，如果距離過遠，可能測量的圓形范圍超過了物體實際的大小，則測量結果不是待測物體的真正的表面溫度。

在食品行業，可能會需要使用非接觸測量來確保食品無損。但是要注意，紅外非接觸測量測得是食品的表面溫度。在食品行業里，通常食品在收貨驗貨、存儲和生產加工這三個環節中需要對這些環節進行溫度檢查，只有通過精確的測量才能保證食品的質量和安全。同時，溫度也是執行HACCP流程中最為關鍵的參數。利用紅外測溫儀來做溫度檢查具有以下優勢：

1、測量簡便、快捷，響應時間在0.5s,比起一般刺入式探針10s左右的響應時間，可以非常快速得到結果。

2、測量時不接觸食品，不會損壞食物本身外觀，不會對食品交叉污染， 更可靠、更放心。

3、在一些食品生產線，可以對生產過程進行實時溫度監控。

食品企業紅外測溫儀

應用場景及解決方案

收貨驗貨

在這個環節，經營者需要開始承擔對食品的責任。他們必須確保只接收和處理沒有任何問題的食品。由于新鮮食品和冷凍食品必須遵守冷鏈和其他有約束力的規定，因此這些產品在食品安全方面值得特別注意。

貨物的交接一般是在收貨區。供應商一到，立即就直接在收貨平臺或運送車輛上測量溫度。并記錄下相應的收貨溫度。

食品進貨檢測、快速檢測單個或整箱食品的表面溫度

德圖推薦：testo 104-IR紅外及接觸式二合一測溫儀

配備精確的2點瞄準激光，

a) 光學分辨率10:1，

b) 測量范圍清晰可見，可隨時進行快速并精確的表面溫度測量

防水等級為IP65，非常適合食品較為復雜的使用場景。

操作簡單：當打開刺入式溫度探頭的同時，溫度計自動開啟。開始紅外測量僅需簡單按鍵啟動。測量結果即在清晰可見的大顯示屏上顯示。按鍵使用簡單明了，無需培訓即可投入使用。

刺入式溫度探頭——適用于測量如肉類和香腸等食品的核心中心溫度。通常，在紅外表面溫度測量不足以判定食品安全的情況下使用。刺入式探頭在不使用時可通過折疊方式收入儀器中，以防折斷損壞。

食品存儲&食品加工

一般來說，食物應盡快用完，以避免不必要的浪費并保障食品安全。“在此日期或此日期之前食用”和“最佳食用日期”的說明是最重要的參數。在“此日期或此日期之前”的說明到來之后，可能會增加病原體的形成。一旦過了規定的“最佳食用日期”，產品質量就會惡化。

食品儲存及生產加工過程中的溫度檢查

德圖推薦：testo 826-T2 / T4紅外及接觸式測溫儀

testo 826-T2每秒2次測量就可完成產品或貨物托盤非接觸式測量。

光學分辨率6:1

單點激光瞄準

最大/最小值顯示功能

設定限值功能，當超出限值發出聲光報警，便于提示操作員工所測溫度是否超過企業規定的溫度標準

產品出廠標配保護軟套

儀器滿足EN 13485標準要求

除了食品倉儲與生產，同時也適用于檢測架上陳列食品、食品收貨的應用

更多應用

高精度要求及更廣應用的選項

testo 830-T1紅外測溫儀/ 830-S1帶單點激光瞄準器，帶限值設置及報警功能紅外測溫儀

830系列紅外測溫儀是單紅外測量儀器設備，可以快速有效地進行非接觸式表面溫度測量。除了可以測食品表面溫度外，可以通過發射率的調節應用到一些其他場合，如金屬烤盤表面溫度等。手槍式設計操作簡便，內置高分辨率處理器，測量更精確。采用10:1距離系數比及高分辨率處理器，測量更精確。