德國歐普仕 PI1M 是一款面向高溫工業(yè)精準測溫的短波紅外熱像儀，采用 27°×17° 中窄視場光學設計，專注于金屬冶煉、熱軋、鍛造、感應加熱等高溫場景。本文從紅外輻射、探測原理、信號處理、光學結構等方面，系統(tǒng)解析其測溫工作原理，為設備選型與現(xiàn)場應用提供理論依據(jù)。

一、紅外測溫基本原理

一切溫度高于零度的物體，都會根據(jù)自身溫度向外輻射紅外電磁波。紅外熱像儀通過接收物體紅外輻射，將不可見的輻射能量轉換為電信號，并處理成可視熱圖像與精確溫度值，實現(xiàn)非接觸測溫。

歐普仕 PI1M 采用短波紅外（SWIR） 工作波段，區(qū)別于常規(guī)長波紅外，更適合高溫物體與光亮金屬表面測溫，可有效降低反射干擾，提升高溫測量穩(wěn)定性。

二、PI1M 核心探測與成像原理

紅外光學系統(tǒng)匯聚輻射

設備前端的精密光學鏡頭，將被測目標發(fā)出的紅外輻射匯聚到探測器感光面上。

PI1M 標配27°×17° 視場角，屬于中窄視場設計，可在中遠距離實現(xiàn)更小目標測溫，聚焦精度更高，適合爐口、小尺寸工件、高溫點定位監(jiān)測。

短波紅外探測器光電轉換

PI1M 使用高靈敏度短波紅外探測器，對0.85–1.1μm波段輻射響應靈敏：

紅外輻射能量照射到探測器光敏面

探測器將光信號轉換為微弱電信號

高動態(tài)范圍設計，適配 450℃以上高溫目標，不易飽和、失真

電路放大與信號處理

微弱電信號經(jīng)過低噪聲放大、AD 轉換、數(shù)字濾波后，形成清晰的紅外圖像數(shù)據(jù)。

設備內(nèi)置算法對信號進行線性化與溫度擬合，保證在寬溫范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定、準確的溫度數(shù)值。

三、短波紅外（SWIR）測溫優(yōu)勢原理

更適合高溫金屬測溫

短波紅外在高溫金屬、熔融材料、光亮表面上發(fā)射率更穩(wěn)定，受環(huán)境反射影響遠小于長波紅外，從原理上解決 “金屬測不準、溫度跳變" 的行業(yè)痛點。

高溫不飽和、響應更快

短波探測器對高溫目標響應線性度好，可在450℃–1800℃ 寬溫域內(nèi)連續(xù)測溫，無需分段切換，響應速度可達毫秒級，適配高速軋制、快速加熱等自動化產(chǎn)線。

穿透煙霧、粉塵能力更強

在冶金、鑄造等粉塵較大環(huán)境中，短波紅外比長波紅外具備更好的穿透性，成像更清晰，測溫更可靠。

四、27°×17° 視場角設計原理與意義

視場角（FOV）決定設備觀測范圍與測溫精度：

27°×17° 中窄視場：觀測范圍適中，空間分辨率更高

相同距離下，可識別更小目標、捕捉更精細溫度場

適合遠距離定點監(jiān)測、高溫區(qū)域精準測溫

減少周邊干擾，提升局部關鍵點位測量可靠性

五、溫度計算與校準原理

PI1M 通過內(nèi)置算法實現(xiàn)精準測溫：

根據(jù)物體發(fā)射率修正輻射能量

補償環(huán)境溫度、大氣衰減等外部影響

結合標定曲線，將輻射強度換算為真實溫度值

支持中心點、區(qū)域、高溫追蹤等多種測溫模式，輸出實時溫度數(shù)據(jù)

六、總結

歐普仕 PI1M 27°×17° 短波紅外熱像儀，以紅外輻射接收→光電轉換→信號處理→溫度解算為核心工作流程，依托短波紅外波段優(yōu)勢與精密窄視場光學設計，從原理上實現(xiàn)高溫金屬、工業(yè)爐、熱軋鍛造等場景的穩(wěn)定、精準、快速測溫。理解其工作原理，有助于用戶在現(xiàn)場更合理設置參數(shù)、選擇安裝位置，充分發(fā)揮設備在質(zhì)量控制、安全生產(chǎn)、能耗優(yōu)化中的關鍵作用。