倍福文学

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第231章 红外测温（第1页）

安家宴的欢声笑语随着小年夜的过去，渐渐融入了南锣鼓巷冬日的寻常烟火气中。

红钢小院的六户人家，在崭新的青砖院落里，开始了他们比邻而居、共同奋斗的新生活。

他们将新家园带来的踏实感与归属感，化为了更饱满的干劲，投入到各自的工作岗位上。

联合课题组的重心，已全面转向热处理车间正在新建的加热炉。

相较于改造旧炉时的修修补补、束手束脚，新炉的建设如同在一张白纸上绘制最新最美的图画，让赵老师、汤渺教授、方教授等技术人员充满了期待与严苛的要求。

赵老师整日泡在工地上，对每一块耐火砖的砌筑、每一段管线的铺设都要求近乎完美的精度。

他反复强调：“我们设计的±5°C控温精度，不是空中楼阁，必须建立在扎实的硬件基础上。炉体结构的对称性、保温性能的均匀性，是实现高精度温场的物理前提。”

然而，一个关键的问题很快浮现，如何精确、快速地测量炉内不同区域的真实温度，并掌握板材在回火、正火过程中动态的温度曲线？

现有的工业热电偶，如同迟钝的触须，需要插入炉内，不仅反应滞后，容易损坏，更致命的是，它只能测量单个接触点的温度，对于偌大炉膛内的温度场分布，无异于盲人摸象。

这对于研究热处理工艺对材料微观组织与性能的影响，对于基于精确数据优化加热曲线、提升产品品质和稳定性，构成了严重制约。

不仅赵老师为此头疼，方教授等人也提出了新的需求。

他们希望‘电子耳朵’能监测大型轧辊轴承在高速、重载运行下的温度变化，以预防因过热导致的润滑失效和轴承烧毁。

但轧辊的旋转和现场油污、震动的恶劣环境，使得传统的接触式测温几乎不可能实现。

一次技术讨论会上，面对温度测量的难题，吴国华推了推他那厚厚的眼镜，半开玩笑地感叹道：“唉，要是能有那么一种‘眼睛’，不用接触，隔空就能‘看到’温度，那该多好。”

说者无意，听者有心。

“隔空看到温度……红外测温！”

吕辰脑海中如同划过一道闪电，瞬间捕捉到了这个在后世工业、医疗乃至家庭都司空见惯的技术名词。

但在六十年代初的中国，这绝对是只存在于国外顶尖实验室论文和少数军事应用中的“黑科技”

。

其核心原理也简单，任何高于绝对零度的物体都会持续辐射红外线，而辐射的强度与它的表面温度存在着确定的函数关系，即斯忒藩-玻尔兹曼定律。

虽已是物理学常识，但要将那极其微弱的红外信号从背景噪声中捕捉、转换为可精确测量的电信号，并最终显示为直观的温度读数，这其中涉及精密光学系统、高灵敏度半导体红外传感器、低噪声放大电路以及复杂的标定算法，每一座都是需要逾越的技术高山。

“隔空看到温度……”

吕辰喃喃自语，目光不由自主地落在了实验室角落里那几块因设计迭代而被淘汰的废弃“掐丝珐琅”

电路板上。

这些暗红色的陶瓷板，电路清晰，质地坚硬，是良好的绝缘体和结构基座。

一个大胆乃至有些疯狂的念头，在他心中迅速滋生、成型。

他想起了前世新冠疫情期间防疫部门配发给农家乐使用的红外测温枪，想起了当时因为好奇在网上搜索到的简易测温枪拆解图，以及这一世学到的大学物理和电子学的基础知识。

他没有犹豫，当即在讨论会上提出了一个构想：“方教授，赵老师，国华的话提醒了我。或许，我们可以尝试制作一个简易的‘非接触式测温装置’。”

他拿起粉笔，在小黑板上边画边讲：“首先，是传感器。我们可以利用‘轧胚-原位还原烧结’工艺，尝试在微型陶瓷基片上，制作一个极其精细的‘热电堆’。”

他画出一系列串联的结点：“这个热电堆由数十对甚至上百对微米级的铜-康铜，或其它合适的热电偶材料结串联而成，当红外线聚焦照射到热电堆一端，使其成为热端，与环境温度的冷端产生微小温差，热电效应就会产生一个与温差成正比的微弱电压信号。这相当于直接将目标的热辐射能转化成了电信号。”

“其次，是光学系统。我们不需要复杂的光学镜头，可以尝试从废旧设备上拆下合适的凸透镜，配合一个手工打磨、内壁抛光如镜的黄铜圆筒，构成一个最简单的聚焦系统，将目标发射的红外辐射能尽可能多地汇聚到我们制作的微型热电堆敏感面上。”

“再次，是信号处理与显示。我们可以在一块小型化的‘掐丝珐琅’电路板上，集成一颗实验型锗晶体管，配合筛选出的高精度电阻和电容，构成一个微伏级别的直流放大电路。最后，驱动一个高灵敏度的微安表头。”

他指了指旁边工作台上一个微安表：“我们可以重新绘制它的表盘刻度，将其直接校准为温度显示。”