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红外测温探头的设计有三种方法，
通过测量辐射物体的全波长的热辐射来确定物体的辐射温度的称为全辐射测温法；通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定它的亮度温度的称为亮度测温法；如果是通过被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化来定温的称为比色测温法。
亮度测温法无需环境温度补偿，发射率误差较小，测温精度高，但工作于短波区，只适于高温测量。比色测温法的光学系统可局部遮挡，受烟雾灰尘影响小，测温误差小，但必须选择适当波段，使波段的发射率相差不大。一般选用全辐射测温法来计算被测量物体的温度，全辐射测温法是根据所有波长范围内的总辐射而定温，得到的是物体的辐射温度。选用这种方法是因为中低温物体的波长较大，辐射信号很弱，而且结构简单，成本较低，但它的测温精度稍差，受物体辐射率影响大。
常用的有以下三种：
(1)利用无线电波反射特性来测量飞行高度的方法，是将高度测量转换为对时间的测量。电磁波在空中以光速c传播且碰到地面能够反射。因此，装在飞机上的无线电发射机将电磁波发射到地面后，机上接收机的天线经△t时间收到反射波，根据△t可测出飞机的真实飞行高度H。
(2)通过加速度红外线测温仪来测量飞机垂直地面运动的线加速度来测量飞行高度。
(3)通过红外线测温仪测量大气参数来测量飞行高度，在重力场内大气的压力、大气密度均随高度增高而减小，尽管各自的变化规律不同，但却都是有规律可循的，于是，可以通过红外线测温仪来测量大气压力或大气密度来间接测量飞行高度。
2、常规场合应用的测温系统很难满足在这种特殊的环境下长期工作或者稳定测量，问题如下：
一是安装位置的局限；
二探头所处的环境温度很高；
三是系统所处的场合移动部件很多，而且要考虑到方便检修，既不受其他移动设备的损坏，也不能阻挡其他的设备的移动。
3、经过一系列的实践和改进，采用了的红外技术，利用红外探头的耐高温特性将红外探头安装在距离被测目标较近的地方，从而解决了安装空间局限的问题；同时配合吹扫措施，劈开一条测量光路，可以排除灰尘对聚集红外能量的干扰因素。红外探测器采用1.0-1.1μm双红外光谱，进一步抗干扰能力并提高了测量的准确性和稳定性；然后通过高温电缆将采集到的光信号传送至远离恶劣环境的地方进行光电转换处理和下一步的相关处理，红外探头本身具备耐高温的特性，配合压缩空气冷却，可进一步提高其耐高温的指标；需谨慎保护的红外探头、高温电缆以及处理器都经控制箱和金属软管铠装保护，探头设计有方便拆卸的安装件，既起到冷却降温作用，又有动、便于检修的特点。
（2）测量精度：测量精度是保证测量是否准确的指标，也是确定红外测温仪性能好坏的关键指标。精度通常用±X℃或±X%表示，数值越小，准确度越高。
（3）显示分辨率：显示分辨率为温度显示的后一位数，通常为0.1℃或0.1℉。
（4）光学分辨率：光学分辨率由是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比，即距离与光点直径比D;S，D:S越大，精准测温距离越大。为了获得的温度读数，测温仪与测试目标之间的距离必须在合适的范围之内。如果由于环境条件限制测温仪必须在远离目标之处测量，而又要测量小的目标，就应选择高光学分辨率的测温仪。距离系数比越高，红外测温仪的成本也越高。
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