短波红外测温：欧普仕 PI1M 27°×17° 工作原理解析

德国欧普仕 PI1M 是一款面向高温工业精准测温的短波红外热像仪，采用 27°×17° 中窄视场光学设计，专注于金属冶炼、热轧、锻造、感应加热等高温场景。本文从红外辐射、探测原理、信号处理、光学结构等方面，系统解析其测温工作原理，为设备选型与现场应用提供理论依据。

一、红外测温基本原理

一切温度高于零度的物体，都会根据自身温度向外辐射红外电磁波。红外热像仪通过接收物体红外辐射，将不可见的辐射能量转换为电信号，并处理成可视热图像与精确温度值，实现非接触测温。

欧普仕 PI1M 采用短波红外（SWIR） 工作波段，区别于常规长波红外，更适合高温物体与光亮金属表面测温，可有效降低反射干扰，提升高温测量稳定性。

二、PI1M 核心探测与成像原理

红外光学系统汇聚辐射

设备前端的精密光学镜头，将被测目标发出的红外辐射汇聚到探测器感光面上。

PI1M 标配27°×17° 视场角，属于中窄视场设计，可在中远距离实现更小目标测温，聚焦精度更高，适合炉口、小尺寸工件、高温点定位监测。

短波红外探测器光电转换

PI1M 使用高灵敏度短波红外探测器，对0.85–1.1μm波段辐射响应灵敏：

红外辐射能量照射到探测器光敏面

探测器将光信号转换为微弱电信号

高动态范围设计，适配 450℃以上高温目标，不易饱和、失真

电路放大与信号处理

微弱电信号经过低噪声放大、AD 转换、数字滤波后，形成清晰的红外图像数据。

设备内置算法对信号进行线性化与温度拟合，保证在宽温范围内输出稳定、准确的温度数值。

三、短波红外（SWIR）测温优势原理

更适合高温金属测温

短波红外在高温金属、熔融材料、光亮表面上发射率更稳定，受环境反射影响远小于长波红外，从原理上解决 “金属测不准、温度跳变" 的行业痛点。

高温不饱和、响应更快

短波探测器对高温目标响应线性度好，可在450℃–1800℃ 宽温域内连续测温，无需分段切换，响应速度可达毫秒级，适配高速轧制、快速加热等自动化产线。

穿透烟雾、粉尘能力更强

在冶金、铸造等粉尘较大环境中，短波红外比长波红外具备更好的穿透性，成像更清晰，测温更可靠。

四、27°×17° 视场角设计原理与意义

视场角（FOV）决定设备观测范围与测温精度：

27°×17° 中窄视场：观测范围适中，空间分辨率更高

相同距离下，可识别更小目标、捕捉更精细温度场

适合远距离定点监测、高温区域精准测温

减少周边干扰，提升局部关键点位测量可靠性

五、温度计算与校准原理

PI1M 通过内置算法实现精准测温：

根据物体发射率修正辐射能量

补偿环境温度、大气衰减等外部影响

结合标定曲线，将辐射强度换算为真实温度值

支持中心点、区域、高温追踪等多种测温模式，输出实时温度数据

六、总结

欧普仕 PI1M 27°×17° 短波红外热像仪，以红外辐射接收→光电转换→信号处理→温度解算为核心工作流程，依托短波红外波段优势与精密窄视场光学设计，从原理上实现高温金属、工业炉、热轧锻造等场景的稳定、精准、快速测温。理解其工作原理，有助于用户在现场更合理设置参数、选择安装位置，充分发挥设备在质量控制、安全生产、能耗优化中的关键作用。