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紅外測溫儀的選擇方法探討 測溫儀是如何工作的

時間:2020-08-04    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
紅外測溫技術在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測、設備在線故障診斷、安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了重要作用。近年來,非接觸紅外測溫儀在技術上得到迅速發(fā)展,性能不斷提高,適用范圍也不斷擴大,市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法,紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。
紅外測溫儀
工作原理
一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性——輻射能量的大小及其按波長的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,能準確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的基礎。
當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量,然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。
紅外系統(tǒng)
紅外測溫儀由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘?。該信號?jīng)過放大器和信號處理電路,并按照儀器內(nèi)療的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。
選擇紅外測溫儀可分為三個方面:
(1)性能指標方面 如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應時間等;環(huán)境和工作條件方面,如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等;其他選擇方面,如使用方便、維修和校準性能以及價格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。
(2)確定測溫范圍 測溫范圍是測溫儀較為重要的一個性能指標。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應盡量選用短波較好。
(3)確定目標尺寸 紅外測溫儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。對于單色測溫儀,在進行測溫時,被測目標面積應充滿測溫儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。
確定光學分辨率(距離系靈敏)
光學分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處,而又要測量小的目標,就應選擇高光學分辨率的測溫儀。光學分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。
確定波長范圍
目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長。對于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū),測量金屬材料的較佳波長是近紅外,可選用0.18~1.0mm波長。其他溫區(qū)可選用1.6mm、2.2mm和3.9mm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0mm、2.2mm和3.9mm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0mm波長;測低區(qū)區(qū)選用8~14mm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43mm波長,聚酯類選用4.3mm或7.9mm波長。厚度超過0.4mm選用8~14mm波長;又如測火焰中的CO2用窄帶4.24~4.3mm波長,測火焰中的CO用窄帶4.64mm波長,測量火焰中的NO2用4.47mm波長。
確定響應時間
響應時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最后讀數(shù)的95%能量所需要時間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時,要選用快速響應紅外測溫儀,否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。但并不是所有應用都要求快速響應的紅外測溫儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時,測溫儀的響應時間就可以放寬要求了。因此,紅外測溫儀響應時間的選擇要和被測目標的情況相適應。
環(huán)境條件考慮
測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應加以考慮并適當解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀,實現(xiàn)準確測溫。在確定附件時,應盡可能要求標準化服務,以降低安裝成本。當煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信呈悍,雙色測溫儀是較佳選擇。在噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境條件下,或其他惡劣條件下,光纖雙色測溫儀是較佳選擇。
在環(huán)境條件惡劣復雜的情況下,可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統(tǒng),以便于安裝和配置。可選擇與現(xiàn)行控制設備相匹配的信號輸出形式。
紅外輻射測溫儀的標定
紅外測溫儀必須經(jīng)過標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現(xiàn)測溫超差,則需退回廠家或維修中心重新標定
非接觸測溫儀的測量方法是怎樣的

    紅外測溫儀已被證實是檢測和診斷電子設備故障的有效工具。

    可節(jié)省大量開支,用紅外測溫儀,你可連續(xù)診斷電子連接問題和通過查找在DC電池上的輸出濾波器連接處的熱點;

    以檢測不間斷電源(UPS)的功能狀態(tài),你可檢驗電池組件和功率配電盤接線端子,開關齒輪或保險絲連接,防止能源消耗;

    由于松的連接器和組合會產(chǎn)生熱,紅外測溫儀有助于識別回路中斷器的絕緣故障或監(jiān)視電子壓縮機;

    日常掃描變壓器的熱點可探測開裂的繞組和接線端子。

    下列為非接觸測溫儀三種測量溫度的技術:

    掃描測量:探測在寬的區(qū)域或連續(xù)區(qū)域目標變化。象制冷管線或配電室。

    溫差測量:比較兩個獨立點的測量溫度,像連接器或斷路器。

    點測量:測定物體全部表面溫度,像發(fā)動機或其他設備。

    測量溫度方法:

    用紅外測溫儀讀取流體食品的內(nèi)部溫度,像湯或醬,必須攪動,然后就可測表面溫度。使測溫儀遠離蒸汽,以避免污染透鏡,導致不正確的讀數(shù)。

    要想紅外測溫儀可從廚房到冷藏區(qū)來回走動仍能提供的溫度測量,就要在新環(huán)境下經(jīng)過一段時間以達到溫度平衡后再測量。將測溫儀放在經(jīng)常使用的場所。

    當測量發(fā)光物體表面溫度時,如鋁和不銹鋼,表面的反射會影響紅外測溫儀的讀數(shù)。在讀取溫度前,可在金屬表面放一膠條,溫度平衡后,測量膠條區(qū)域溫度。

標簽: 非接觸測溫儀
非接觸測溫儀 非接觸測溫儀的測量方法是怎樣的_非接觸測溫儀

   眾所周知:紅外線測溫儀鏡頭上有些污染,不會影響雙色紅外線測溫儀的準確性,但對單色紅外線測溫儀則有很大的影響。當然,如果鏡頭太臟,使得傳感頭無法得到足夠的紅外能量時,即使是雙色紅外測溫儀,其測量的溫度值將會有很大的偏差,因此在日常維護使用中,應注意保持鏡頭的清潔,以保證測溫儀的正常運行,滿足測量需要。

  1、紅外線測溫儀應采用鉸合銅線(截面積約50mm2)形成電氣旁路,以保護它們免受電焊電流或雷擊造成的危害。測溫儀使用中,必須避免強烈的熱輻射,尤其是單側(cè)的強烈熱輻射。

  2、所有通向顯示電路或從電路引出的導線,均應采用屏蔽電纜。

  屏蔽線的聯(lián)接及接地點應合理。若未通過機械框架接地,則在外接地,但屏蔽線互相聯(lián)接后未接地,是浮空的。

  注意:有3只測溫儀是全并聯(lián)接法,測溫儀本身是4測溫儀線制,但在接線盒內(nèi)換成6線制接法。測溫儀輸出信號讀出電路不應和能產(chǎn)生強烈干擾的設可”控硅,接觸器等)及有可觀熱量產(chǎn)生的設備放在同一箱體中,若不能保證這一點,則應考慮在它們之間設置障板隔離之,并在箱體內(nèi)安置風扇。用以測量光纖測溫儀輸出信號的電子線路,應盡可能配置獨立的供電變壓器,而不要和接觸器等設備共用同一主電源。

  3、紅外線測溫儀周圍應盡量設置一些“擋板”,甚至用薄金屬板把測溫儀罩起來。

  這樣可防止雜物玷污測溫儀及某些可動部分,而這種“沾污”往往會使可動部分運動不爽,而影響稱量精度。系統(tǒng)有無運動不爽現(xiàn)象,可以用以下方法判別。即在秤臺上加或減大約千分之一額定負荷看看電子地磅稱重顯示儀是否有反映,有反映,說明可動部分未受“沾污”。

  4、電氣連接方面?zhèn)?如測溫儀的信號電纜,不和強電電源線或控制線紅外雙色測溫儀并行布置(例如不要把測溫儀信號線和強電電源線及控制線置于同一管道內(nèi))。若它們必須并行放置,那么,它們之間的距離應保持在50CM以上,并把信號線用金屬管套起來。

  清潔紅外線測溫儀鏡頭時應按照下列步驟小心進行:

  1、輕輕吹走浮塵。如果灰塵較多,可用壓縮空氣等慢慢吹除。

  2、用軟刷或?qū)S苗R頭紙輕輕擦去剩余的顆粒。

  3、將棉簽或鏡頭紙在蒸餾水中蘸濕,擦拭鏡頭表面,注意不要留下劃痕。對于手印或其他油脂,可以使用下列清潔方法:

  ①柯達拭鏡劑

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  ③工業(yè)酒精

  用酒精棉簽擦拭紅外線測溫儀鏡頭邊緣

  用鏡頭紙擦拭紅外線測溫儀物鏡

  在做鏡頭清潔時,應根據(jù)需要和實際情況選用合適的方法,注意動作要輕,要用柔軟、干凈的布,直到看見鏡頭表面顏色為止,然后在空氣中涼干。注意不要去擦干鏡頭表面,以免留下劃痕。如果鏡頭上有鍍膜層,可以用乙烷擦拭,然后在空中涼干。



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