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紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路，并按照儀器內療的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。
通過接收被測體輻射的紅外線而進行的非接觸溫度測量有很多的優點。這樣那些難以接觸到或運動著的物體就可毫無問題的進行溫度測量，如傳熱性能差的或很小的熱容量材料。紅外測溫儀很短的響應時間能快速地實現調節回路。測溫儀不擁有會磨損的部件，因而就不存在如使用溫度計所存在的連續費用。特別是在很小的被測物體，如用接觸測量，由于物體的導熱性將產生很大的測量誤差。這里可毫無疑問的使用測溫儀，及用于腐蝕性的化學物或表層，如在油漆，紙張和塑料軌上。通過遠距離的搖控測量，可遠離危險區域，使操作人員無危險性。
紅外測溫技術在生產過程中，在產品質量控制和監測，設備在線故障診斷和安全保護以及節約能源等方面發揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外人體測溫儀在技術上得到迅速發展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴大。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計算機軟件，每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對使用者來說是很重要的。
紅外熱像儀是利用紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描系統（焦平面技術則省去了光機掃描系統）接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元上，在光學系統和紅外探測器之間，有一個光機掃描機構（焦平面熱像儀無此機構）對被測物體的紅外熱像進行掃描，并聚焦在單元或分光探測器上，由探測器將紅外輻射能轉換成電信號，經放大處理、轉換或標準視頻信號通過電視屏或監測器顯示紅外熱像圖。這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應；實質上是被測目標物體各部分紅外輻射的熱像分布圖由于信號非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此，在實際動作過程中為更有效地判斷被測目標的紅外熱分布場，常采用一些輔助措施來增加儀器的實用功能如圖像亮度、對比度的控制，實標校正，偽色彩描繪等技術。
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