【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)量波長(zhǎng)從零到無窮大的整個(gè)光譜范圍內(nèi)的輻射功率來確定物體的輻射溫度[9]。輻射溫度就是指當(dāng)實(shí)際物體總的輻射功率(包括所有的波長(zhǎng))與絕對(duì)黑體總的輻射功率相等時(shí)，則黑體的溫度叫做實(shí)際物體的輻射溫度。目前尚無對(duì)全光譜波段輻射均勻相應(yīng)的探測(cè)器，也沒有能透過全光譜波段的窗口或透鏡的紅外光學(xué)材料，因此，全輻射測(cè)溫只是一個(gè)理想化的概念。實(shí)際使用的全輻射測(cè)溫儀只是對(duì)較寬波段范圍的輻射進(jìn)行的測(cè)量，所接收的輻射能量為總輻射能量的大部分值。根據(jù)斯蒂芬波耳茲曼定律 （11） 式中MT為絕對(duì)溫度為T時(shí)物體的光譜輻出度；為物體的光譜發(fā)射率；T為物體的絕對(duì)溫度；為波長(zhǎng)；為第一輻射常數(shù)；為第二輻射常數(shù)；為物體表面的發(fā)射率；為斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)[10]。由上式可以知道，物體表面的輻射功率不僅取決于物體的溫度T，還依賴于物體表面的發(fā)射率。由于不同物體的發(fā)射率差異很大，所以不能只通過測(cè)量輻射功率來單一地決定物體的溫度。全輻射測(cè)溫儀通常要通過黑體定標(biāo)。設(shè)黑體溫度為，它所對(duì)應(yīng)的輻射功率為 （12）在儀器定標(biāo)和實(shí)測(cè)時(shí)，若兩者的接收功率相同，應(yīng)有如下關(guān)系 (13)由此得 (14)其相對(duì)誤差為[11] (15)因?yàn)楸粶y(cè)物體的發(fā)射率總小于1，所以全輻射測(cè)溫儀的指示溫度總低于物體的真實(shí)溫度。顯然，目標(biāo)的發(fā)射率越接近于1，則測(cè)溫儀的指示溫度就越接近目標(biāo)的真實(shí)溫度；反之，發(fā)射率越小，誤差就越大。單色測(cè)溫儀是通過測(cè)量目標(biāo)發(fā)射的某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射功率來確定目標(biāo)亮溫的儀器[12]。所謂亮溫是指溫度為T的輻射體，如它在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射功率與溫度為的黑體在同一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射功率相等，則定義為該輻射體的亮溫。假如目標(biāo)的光譜發(fā)射率已知，將普朗克公式在(+)內(nèi)積分 （16）可知，測(cè)溫儀接受到的輻射功率只與溫度有關(guān)。若取為單位波長(zhǎng)，在T時(shí)，式(16)將簡(jiǎn)化為 （17）若用黑體標(biāo)定，由亮溫的定義，這時(shí)，溫度為的黑體輻射能量應(yīng)等于溫度為T的目標(biāo)輻射能量。即 (18)于是得 （19）由式(19)可知，測(cè)試波長(zhǎng)選的越短，由發(fā)射率引起的誤差就越小，所以單色測(cè)溫儀一般工作在短波區(qū)。但短波單色測(cè)溫儀的溫度覆蓋范圍窄，易受外界的干擾。而長(zhǎng)波單色測(cè)溫儀雖然測(cè)量誤差偏大，但它有較寬的溫度覆蓋范圍，且對(duì)太陽、爐壁、火焰等高溫物體的雜散輻射引起的誤差不大敏感。此外，根據(jù)維恩位移定律可知[13]，隨著溫度的升高，輻射功率最大的波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。因此，測(cè)量低溫目標(biāo)宜選用長(zhǎng)波波長(zhǎng)，而測(cè)量高溫目標(biāo)宜選用短波波長(zhǎng)。比色測(cè)溫儀是根據(jù)兩個(gè)波段輻射能量的比值與物體溫度的函數(shù)關(guān)系來測(cè)定物體色溫的[14]。設(shè)實(shí)際物體的真實(shí)溫度為T，在波長(zhǎng)和λ2處的光譜發(fā)射率為和，當(dāng)該物體在這兩個(gè)波長(zhǎng)處輻射功率之比與某一溫度為的黑體在這兩個(gè)波長(zhǎng)處的輻射功率之比相等時(shí)，這個(gè)黑體的溫度就叫做該物體的有色溫度，簡(jiǎn)稱色溫。比色測(cè)溫儀可在一定程度上消除因發(fā)射率不同而造成的誤差。只要發(fā)射率在這兩個(gè)波段內(nèi)的變化是緩慢的，這兩個(gè)波段上的輻射能量的比值就主要決定于被測(cè)物體的表面溫度。而光學(xué)系統(tǒng)上的灰塵、視場(chǎng)局部被遮擋、測(cè)試空間有煙霧、灰塵和測(cè)距變化等等[15]，只要它們對(duì)這兩個(gè)波段的輻射功率的影響近于相同，這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果就無顯著影響[16]。同樣，元件的性能或電路放大倍數(shù)的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果也無顯著影響。根據(jù)色溫的定義，假定有λ1~（λ1+△λ）和λ2~(λ2+△λ)兩個(gè)波長(zhǎng)范圍，且△λ選為單位波長(zhǎng)，λTξ2。利用黑體標(biāo)定目標(biāo)溫度，則由式(17)得出兩個(gè)波長(zhǎng)輻射功率的比值為(110)經(jīng)整理得 (111)由此可見，為了提高比色測(cè)溫的精度，關(guān)鍵是選擇合適的波長(zhǎng)，使兩個(gè)波長(zhǎng)處的發(fā)射率相近[17]。一般說來，λ1和λ2越接近，和相差就越小，測(cè)量誤差也就越小。而由式(110)亦知，若將λ1和λ2選擇在短波，且兩者相差較大，測(cè)量誤差也會(huì)減小?？梢姡@兩方面的要求是矛盾的。早在1966年，前蘇聯(lián)科學(xué)院冶金所的專家就提出：物體的光譜發(fā)射率可近似的認(rèn)為是對(duì)于波長(zhǎng)的多項(xiàng)式。即 （112）式中αi(T)是與溫度有關(guān)的多項(xiàng)式的系數(shù)。這也就是說，在一定的溫度和表面狀況下，物體的輻射發(fā)射率僅為波長(zhǎng)的函數(shù)。通常情況下只取兩項(xiàng)就可以達(dá)到足夠的精度。目前出現(xiàn)的三波段、四波段、甚至八波段的多波段紅外測(cè)溫儀[18,19]。就是根據(jù)上述理論研制的。波段越多，測(cè)溫儀的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，另外太多的波段也會(huì)導(dǎo)致發(fā)射率方程組的病態(tài)程度加深。 發(fā)射率和環(huán)境因素對(duì)紅外測(cè)量?jī)x的影響 發(fā)射率對(duì)紅外測(cè)量?jī)x的影響發(fā)射率是指在相同的幾何條件和光譜條件下，實(shí)際物體與同溫度黑體的輻射能通量之比[20]。由于實(shí)際物體的發(fā)射能力都比同等溫度下黑體的輻射能力低，所以輻射發(fā)射率是個(gè)小于1的數(shù)值[21]。因而用公式(13)、式(18)和式(110)定標(biāo)的全輻射測(cè)溫儀、單色測(cè)溫儀以及比色測(cè)溫儀，其指示溫度都不是被測(cè)物體的真實(shí)溫度[22]。都存在一定的誤差，且誤差大小與材料的發(fā)射率有關(guān)。由式(15)、式(19)和式(111)可計(jì)算出在T=1000℃時(shí)，發(fā)射率對(duì)測(cè)溫儀示值誤差(△T)的影響。見表11。表11材料發(fā)射率對(duì)三種紅外測(cè)溫儀的示值影響 (℃)Table 11 The effect of some material on three kind of infrared reading材料單色測(cè)溫儀比色測(cè)溫儀全輻射測(cè)溫儀1全波段SiC9513820414916石墨145188142726911WC381 381651010147269021從表11看出，物體發(fā)射率對(duì)紅外測(cè)溫儀的測(cè)量精度有很大的影響[24]。作為表征材料表面輻射特性的一個(gè)物理量，發(fā)射率的大小與材料的表面溫度、輻射波長(zhǎng)、發(fā)射角度、偏振方向有關(guān)。這種依賴關(guān)系很容易受表面狀況——包括表面粗糙度、氧化層的厚度、物理或化學(xué)雜質(zhì)等的影響。這種復(fù)雜的參數(shù)要準(zhǔn)確的測(cè)量是非常困難的[25]。菲涅爾定律揭示出材料的熱輻射是偏振的，并取決于發(fā)射角和折射率，據(jù)此，法國MCC公司研制出通過測(cè)量3次偏振光亮度，求出材料的發(fā)射率和真實(shí)溫度的T400型測(cè)溫儀，從而在原理上解決了發(fā)射率的影響。但儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且只能在固定距離和方向上測(cè)量，很難在工業(yè)上得以實(shí)用[26]。環(huán)境因素對(duì)紅外測(cè)溫儀的影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，自紅外源發(fā)出的輻射，大都要經(jīng)過一定距離傳輸才能被紅外探測(cè)器接收。而大氣中的多原子氣體分子，例如H2O、COOCHN2O、CO等，對(duì)紅外輻射具有強(qiáng)烈的吸收作用。非干燥大氣中吸收紅外線最強(qiáng)烈的是水蒸氣和二氧化碳。，、、。，～、、[27,28]。這些氣體分子除吸收紅外線外，還將散射紅外線。由于大氣的吸收和散射，使紅外輻射發(fā)生衰減，嚴(yán)重時(shí)，可以使紅外儀器無法工作。另一方面，由于外界輻射源的存在，尤其是附近熱輻射體的存在，使測(cè)溫鏡頭實(shí)際接收到的輻射能量大于目標(biāo)投入鏡頭的能量，由此產(chǎn)生的測(cè)量誤差也十分明顯[29]。表12提供感受波長(zhǎng)范圍為[9μm,12μm]的測(cè)溫鏡頭，環(huán)境溫度在270 K至330 K范圍內(nèi)，對(duì)從300 K至1 300 K目標(biāo)溫度進(jìn)行測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的能量誤差(%)。從表12中可以看出，當(dāng)目標(biāo)溫度越低，環(huán)境溫度越高時(shí)，能量誤差就越大。因而紅外測(cè)溫儀的測(cè)量誤差就越大。表12 能量誤差隨環(huán)境溫度與目標(biāo)溫度的變化關(guān)系 (%)Table 12 The variational relationship of energy error with environment and object temperature 環(huán)境目標(biāo)270k280k290k300k310k320k330k300k500k700k900k1100k1300k盡管紅外測(cè)溫儀早已在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但由于醫(yī)用紅外測(cè)溫儀的特殊要求，,用來測(cè)量人體鼓膜的溫度[30]。雖然熱電堆所做的儀器在響應(yīng)速度、精度等方面都能達(dá)到較高的要求，但它有很大的局限性，如信號(hào)強(qiáng)度小，非線性，電損耗大，儀器重，成本高。由于熱釋電探測(cè)器具有響應(yīng)速度快、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬、靈敏度與波長(zhǎng)無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，1989年以來，熱釋電耳道式測(cè)溫儀已成功的用于體溫測(cè)量，1991年以后該產(chǎn)品已遍及歐美市場(chǎng)[31]。我國在這方面的起步較晚。2003年，由中科院物理研究所王樹鐸教授研制的“非接觸、口腔式紅外線電子體溫儀”才獲得專利授權(quán)。在此之前，完全不與人體接觸、又滿足醫(yī)療測(cè)量精度的要求的體溫計(jì)，還沒有面世。即使是上述兩種體溫測(cè)量?jī)x，由于其自身的特點(diǎn)，也不適合對(duì)大流量人群的快速檢測(cè)。耳道式體溫測(cè)量?jī)x在測(cè)量的時(shí)候需將探頭插進(jìn)人的耳道內(nèi)[32]，而“非接觸、口腔式紅外線電子體溫儀”在測(cè)溫時(shí)需對(duì)準(zhǔn)人的口腔，且其遠(yuǎn)距離測(cè)溫易受外界環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致測(cè)量精度的下降。正是由于上述兩種紅外體溫測(cè)量?jī)x的這些特點(diǎn)，制約了它們?cè)诠矆?chǎng)合的應(yīng)用?！妗?精度要求為177?！?。但目前使用的紅外測(cè)溫儀即使其精確度指標(biāo)為1%，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到測(cè)量體溫的精度要求。根據(jù)昆明物理研究所實(shí)測(cè)過幾百臺(tái)、套各種類型國內(nèi)外生產(chǎn)的測(cè)溫儀得出的數(shù)據(jù)，測(cè)量精度最好的僅為2%，差的竟有10%的偏差！同時(shí)，℃℃之間時(shí)，外界環(huán)境溫度與被測(cè)目標(biāo)的溫度很接近，外界環(huán)境溫度對(duì)紅外測(cè)溫儀的精度影響就十分顯著。提高醫(yī)用紅外測(cè)溫儀的測(cè)量精度，必然要考慮外界環(huán)境溫度對(duì)它的影響。非典疫情過后，人們?cè)絹碓阶⒅毓残l(wèi)生安全。非接觸、高精度醫(yī)用紅外測(cè)溫儀的研究，對(duì)于在公共場(chǎng)合、大流量人群的快速檢測(cè)具有重要的意義。它不僅具有巨大的商業(yè)價(jià)值，而且具有重大的社會(huì)價(jià)值。本課題為自選課題。研究的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一種能滿足醫(yī)用要求的紅外測(cè)溫儀。為了提高紅外測(cè)溫儀的精度，課題中對(duì)外界環(huán)境溫度采取了軟件補(bǔ)償?shù)姆椒ā５?章光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換紅外測(cè)溫儀光學(xué)系統(tǒng)的作用是重新改善光束的分布，更有效地利用光能。紅外光學(xué)系統(tǒng)的使用可大大提高靈敏面上的照度，從而提高儀器的信噪比，增大系統(tǒng)的探測(cè)能力。與其它光學(xué)儀器相比，紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)具有下面幾個(gè)特點(diǎn)：第一、測(cè)溫儀光學(xué)系統(tǒng)的作用是會(huì)聚能量，它的后續(xù)部件是光電轉(zhuǎn)換器，所以它所成的像必須是實(shí)像。第二、理論上，測(cè)溫儀的測(cè)量距離為0∞。但一般的紅外測(cè)溫儀的測(cè)量距離并不太遠(yuǎn)，尤其是在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。輻射傳遞通路上的介質(zhì)吸收和固體遮擋物等因素將直接影響測(cè)溫的精確度。通常，測(cè)溫儀的最近測(cè)量距離為20 cm，最遠(yuǎn)測(cè)量距離為20 m左右，所以不能將目標(biāo)光源看成平行光。第三、在含透鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，由于透鏡材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的折射率，使成像平面的位置不同。因而，無論是單波段、雙波段或多波段紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都要按預(yù)先確定的工作波段進(jìn)行設(shè)計(jì)[33]。常用的紅外光學(xué)系統(tǒng)有三種結(jié)構(gòu)形式，即透射式光學(xué)系統(tǒng)（輻射束通過其中的折射介質(zhì)）；反射式光學(xué)系統(tǒng)（輻射束受到其中一個(gè)或幾個(gè)反射鏡的反射）；組合式光學(xué)系統(tǒng)（由透射式和反射式系統(tǒng)組合而成）。透射式紅外光學(xué)系統(tǒng)也稱折射式紅外光學(xué)系統(tǒng)，它一般由一個(gè)透鏡或組合透鏡構(gòu)成。透射式光學(xué)系統(tǒng)有如下兩種結(jié)構(gòu)：(1)單透鏡如圖21所示。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，在成像質(zhì)量要求不高、通光口徑較小的場(chǎng)合使用。(2)組合透鏡組合系統(tǒng)由若干個(gè)單透鏡組成，如圖22所示。這種系統(tǒng)能很好的消除像差，可獲得較好像質(zhì)，但總透過率低。由于紅外波段的范圍較寬，能滿足各種物理上、化學(xué)上、機(jī)械上性能要求的紅外透光材料不多。同時(shí)透射式光學(xué)系統(tǒng)色差很大，消除色差的透鏡不易設(shè)計(jì)制造。為了減小色差，常采用反射式光學(xué)系統(tǒng)。典型的反射系統(tǒng)有：(1) 牛頓系統(tǒng) 牛頓系統(tǒng)的主鏡是拋物鏡，次鏡是平面，如圖23所示。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。但擋光大，鏡筒長(zhǎng)，因而重量也大。(2) 卡塞格倫系統(tǒng) 卡塞格倫系統(tǒng)的主鏡是拋物面，次鏡是雙曲面如圖24所示。這種系統(tǒng)較牛頓系統(tǒng)擋光少，像質(zhì)好，結(jié)構(gòu)尺寸小，但曲面加工較困難。(3)格利高利系統(tǒng) 該系統(tǒng)的主鏡是拋物面，次鏡是橢球面。這種系統(tǒng)的加工難度介于牛頓系統(tǒng)與卡塞格倫系統(tǒng)之間，且所成的像是正像。與透射式光學(xué)系統(tǒng)相比，反射式光學(xué)系統(tǒng)具有材料要求不高、重量輕、成本低、光能損失小、不存在色差，且能有效減小系統(tǒng)慧差等優(yōu)點(diǎn)。但其中心擋光，有較大的軸外像差，難于滿足大視場(chǎng)和大孔徑成像的要求。－透射組合式光學(xué)系統(tǒng)無論透鏡式光學(xué)系統(tǒng)還是反射式光學(xué)系統(tǒng)都存在多種像差，如球差、慧差、像散、畸變、像面彎曲和色差等。像差的大小依賴于光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑、光束相對(duì)于光軸的傾斜角度和制作光學(xué)系統(tǒng)的材料等。此外，像差也依賴于透鏡的曲率半徑、厚度，以及透鏡間的空氣間隙。反射－透射式光學(xué)系統(tǒng)可以結(jié)合反射式和透射式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用球面鏡取代非球面鏡，同時(shí)用補(bǔ)償透鏡來校正球面反射鏡的像差，從而可獲得較好的像質(zhì)。但這種系統(tǒng)往往體積大，加工困難，成本也較高。典型的組合式反射－透射系統(tǒng) 系統(tǒng)以下三種：（1）施米特系統(tǒng) 這種系統(tǒng)的主鏡是球面反射鏡，其前面安裝有一塊校正板，如圖25所示。根據(jù)校正板厚度的變化來校正球面鏡的像差。(2)曼金折射－反射鏡這種系統(tǒng)由一個(gè)球面反射鏡和一個(gè)與它相貼的彎月形折射透鏡組成，如圖26所示。它所采用的透鏡是負(fù)透鏡，用以校正球差，但色差較大，故常將此透鏡做成膠合消色差透鏡。由于曼金折射－反射鏡都由球面組成，因而造價(jià)低廉，加工和安裝較容易。(3) 馬克蘇托夫系統(tǒng) 該系統(tǒng)的主鏡為球面鏡，與曼金折射－反射鏡相似，仍采用負(fù)透鏡校正球面鏡的球差，但讓負(fù)透鏡與球面鏡分離，利用形狀與位置兩個(gè)自由度，可以消去更多的像差，其像質(zhì)必然比曼金折射－反射鏡有更大的改進(jìn)[34,35]。對(duì)測(cè)量特定目標(biāo)的紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先考慮的是工作波段。因工作波段取決于被測(cè)目標(biāo)的發(fā)射特性和輻射傳遞通路中介質(zhì)的特性，這兩者是無法改變的。工作波段是影響光學(xué)設(shè)計(jì)和光電轉(zhuǎn)換的首要因素。~15μm之間，其中8~14μm波段輻射能占人體總輻射能的46%。同時(shí)大氣對(duì)8~14μm之間的紅外線透過率較高，吸收相對(duì)較少。因而確定測(cè)溫儀的工作波段在8~14μm之間。綜合考慮各種紅外光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)和課題的實(shí)際，在課題中選擇使用了透射式紅外光學(xué)系統(tǒng)。同時(shí)為了減小光學(xué)系統(tǒng)的光能損失，選擇了鍺單透鏡作為物鏡。透鏡的成像公式雖然簡(jiǎn)單，但與透鏡的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)，具有一定程度的不嚴(yán)格性。在圖27中，設(shè)從空氣中（近似真空）距透鏡為u的點(diǎn)O發(fā)出的一條光線射向透鏡，由于透鏡的折射作用，經(jīng)A、B兩點(diǎn)后，成像在I點(diǎn)上。I點(diǎn)至透鏡的距離為v。C1A和C2B分別為透鏡的曲率半徑r1和r2。角度θθββ2分別為此條光線進(jìn)入透鏡和從透鏡射出時(shí)的入射角和折射角。yy2分別為A點(diǎn)、B點(diǎn)至光軸的距離。由折射定律可得 (21)式中n為透鏡材料對(duì)空氣的折射率。假定角度θθββ2都很小，則它們的正弦值可表示成它們的弧度值。同時(shí)假定透鏡非常薄，則A點(diǎn)B點(diǎn)至光軸的距離可認(rèn)為是相等的，且等于它們所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)，另外，由于透鏡的厚度非常薄，故它們的厚度不影響u和v的值。由此可得 (22)令 焦則式中f焦為透鏡的焦距。式(23)和式(24)即為常用的透鏡成像公式。 有幾個(gè)原因影響透鏡成像公式的準(zhǔn)確性，這些因素是：(1)薄透鏡前面推導(dǎo)透鏡成像公式時(shí)，假定透鏡非常的薄。當(dāng)透鏡的厚度不能認(rèn)為非常薄時(shí)，就不能保證透鏡成像公式的精確性。即使是雙凸的對(duì)稱透鏡，也不能太厚。(2)近軸光因?yàn)榻S光可以使入射角與折射角(θθββ2)減小，是保證透鏡成像公式精確的重要因素，因此，應(yīng)盡量使用近軸光。(3)球差由于透鏡的形狀為球面，這造成了非近軸光的成像面不能重合，這種誤差就是通常所說的球差。除非透鏡設(shè)計(jì)成非球面或組合透鏡，否則球差總是存在的。另外，像散和畸變也都和球差有關(guān)。減小球差的有效方法是加入孔徑光闌，遮住非近軸光的進(jìn)入，保證θθββ2足夠小。(4)色差構(gòu)成透鏡的材料對(duì)不同波長(zhǎng)的折射率不同所造成的像差稱為色差。色差現(xiàn)象是客觀存在的。因此，只能在光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)排列上采取措施，將探測(cè)器放在測(cè)量波段的像平面上，不放在可見光的像平面上?；蛟诠饴酚?jì)算時(shí)做某些修正。鑒于上述幾個(gè)方面的原因，選擇直徑為20 mm，焦距為40 mm的鍺透鏡作為物鏡，以便透過9~10μm的人體紅外輻射。 mm的紅外探測(cè)器放在透鏡的焦點(diǎn)處?？讖焦怅@安裝在焦距前方10 mm處，以消除雜散光的影響。由下面的公式可計(jì)算出D孔徑約等于5 mm。在上式中Φ是透鏡的通光孔徑，v是像距，約等于40 mm，a是孔徑光闌到探測(cè)器的距離。再加上紅外濾光片和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的調(diào)制盤，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)如圖28所示。紅外探測(cè)器是紅外測(cè)溫儀的重要組成部分，它的主要功能是測(cè)定紅外輻射的大小并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰浚ǘ鄶?shù)情況是轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┮?