非接触式温度传感器

一、用途

非接触式温度传感器主要用于测量物体表面的温度，而无需与被测物体直接接触。这在很多情况下非常有用，比如测量高温、运动、带电或者腐蚀性物体的温度。它可以帮助我们实时了解物体的温度状态，以便进行相应的控制和决策，保障生产安全、提高产品质量、优化设备运行效率等。

二、常见分类

（一）红外温度传感器

这是最常见的非接触式温度传感器。它通过检测物体发出的红外辐射来测量温度。红外辐射是物体由于自身温度而向外发射的一种电磁波，不同温度的物体发射的红外辐射强度和波长不同，红外温度传感器就是利用这个特性来测量温度。

（二）光纤温度传感器

它利用光纤的光学特性随温度变化的原理来测量温度。光纤对温度非常敏感，当外界温度发生变化时，光纤中的光信号会发生相应的改变，通过检测这些光信号的变化就可以得到温度值。这种传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀等优点，适用于一些特殊环境。

三、技术原理

（一）红外温度传感器原理

一切温度高于绝对零度的物体都在不断地向外发射红外辐射，红外辐射的能量与物体的温度有关。红外温度传感器的探测器接收被测物体发出的红外辐射，并将其转换为电信号，然后经过信号处理电路对电信号进行放大、滤波等处理，最后根据预先校准的算法将电信号转换为对应的温度值显示出来。

（二）光纤温度传感器原理

光纤温度传感器一般基于光的干涉、散射等原理。以基于拉曼散射的光纤温度传感器为例，当激光在光纤中传播时，会与光纤分子发生相互作用产生拉曼散射光，其中反斯托克斯光的强度与温度有关。通过检测反斯托克斯光和斯托克斯光的强度比，就可以计算出光纤所处位置的温度。

四、应用场景

（一）工业制造

在钢铁、玻璃等高温行业，非接触式温度传感器可以实时监测熔炉、轧辊等设备的温度，确保生产过程的稳定和产品质量。例如，在钢铁轧制过程中，通过测量轧辊表面的温度，及时调整冷却水量，保证轧辊的正常工作温度，提高钢材的轧制质量。

（二）电力系统

用于监测变压器、高压开关柜等电气设备的温度。这些设备在运行过程中会产生热量，如果温度过高可能会导致设备损坏甚至引发安全事故。非接触式温度传感器可以在不影响设备正常运行的情况下，实时监测设备表面温度，及时发现潜在的安全隐患。

（三）医疗领域

测量人体体温，如耳温枪、额温枪等都是利用非接触式温度传感器。这种测量方式快速、方便，避免了交叉感染，在疫情防控等场景中发挥了重要作用。

（四）ThingsCloud物联网平台使用场景

在一些大型工厂的设备监测中，可以将非接触式温度传感器接入ThingsCloud物联网平台。传感器实时采集设备的温度数据，并将数据上传到平台。通过平台的数据采集功能，可以对这些温度数据进行存储和分析。设置定时控制功能，例如每隔一段时间对设备温度进行一次统计分析。当设备温度超过设定的阈值时，平台会及时发出告警通知，提醒工作人员进行处理。同时，还可以实现智能联动，比如当温度过高时，自动启动冷却设备进行降温。

五、使用举例

（一）红外温度传感器测量电机表面温度

将红外温度传感器安装在电机附近，使其测量头对准电机表面。传感器通电后开始工作，实时检测电机表面发出的红外辐射，并将其转换为温度信号。通过连接的显示仪表或者数据采集模块，我们可以读取到电机表面的温度值。如果发现温度异常升高，可以及时对电机进行检查和维护，避免电机因过热而损坏。

（二）光纤温度传感器监测电缆温度

将光纤温度传感器的光纤沿着电缆铺设，通过光纤中光信号的变化来实时监测电缆不同位置的温度。当电缆某一处因为过载、短路等原因温度升高时，传感器能够迅速检测到温度变化，并将数据传输到监控系统。工作人员可以根据这些数据及时采取措施，保障电缆的安全运行。