4.0 其它系列測(cè)溫儀的創(chuàng)新點(diǎn)
4.1檢波器:
其作用是識(shí)別特征波。它是一個(gè)透射式衍射光柵,刻寫(xiě)在光纖端面上,當(dāng)代表某一溫度的特征波通過(guò)光柵時(shí),正好對(duì)應(yīng)著0級(jí)條紋,這樣就方便地讀出了相應(yīng)的溫度。光柵刻寫(xiě)在光纖端面上不是創(chuàng)新,但用光柵來(lái)檢出特征波是創(chuàng)新點(diǎn)。
4.2 自適應(yīng)斬波器:
自適應(yīng)斬波器采用光致伸縮的納米材料做成,當(dāng)輻射波進(jìn)入自適應(yīng)斬波器時(shí)其振動(dòng)頻率與輻射波的強(qiáng)弱成線(xiàn)性關(guān)系,這樣就將溫度的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度的頻率量。使連接在斬波器后端的光電探測(cè)器輸出的0,1,0,1……的頻率信號(hào)代替了微處理器中的A/D.
4.3 數(shù)字式光電探測(cè)器:
由于光波在傳輸過(guò)程中電場(chǎng)與磁場(chǎng)是交替變化的,當(dāng)光波照射在光電探測(cè)器的光敏面上時(shí)產(chǎn)生了電流,由電流引起的磁場(chǎng)與光敏面背面的磁性簿膜作用引起電流短路,短路瞬間又立即釋放恢復(fù)電流流動(dòng),這種短路釋放的過(guò)程與光強(qiáng)成比例關(guān)系,因此將光學(xué)模擬量轉(zhuǎn)為電子數(shù)字量。
這一元件正在研究中,它與俄羅斯科學(xué)家發(fā)明的熱敏元件(Z元件)是完全不同的,這將應(yīng)用于接觸式測(cè)溫的光纖傳感器中。
4.4 光場(chǎng)變換器:
把一個(gè)需要檢測(cè)的微弱信號(hào)變換成一個(gè)放大的光信號(hào),這樣就可以從室外移到室內(nèi),從不安全的地方移到安全的地方,方便地處理這個(gè)信息,它主要用于低溫測(cè)量、核輻射、X射線(xiàn)等的測(cè)量。在低溫測(cè)量時(shí),配合低溫測(cè)溫儀的專(zhuān)用光纖,它的原理是把已經(jīng)探測(cè)到的中紅外和遠(yuǎn)紅外低溫輻射波轉(zhuǎn)換成一個(gè)啟動(dòng)電子開(kāi)關(guān)的速度量,電子開(kāi)關(guān)連接一個(gè)前后沿很陡的發(fā)光管(如APD),使該發(fā)光管的發(fā)光頻率成比例變化。該頻率量代表了相應(yīng)的溫度量。
4.5 指數(shù)/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器
它的功能是將指數(shù)光功率轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)光功率。由于光波的強(qiáng)度是一個(gè)指數(shù)函數(shù),又指數(shù)與對(duì)數(shù)是反函數(shù),即其形狀相同,曲線(xiàn)走向不同而異,用光學(xué)衰減的方法,把在曲線(xiàn)高端1的光功率衰減到曲線(xiàn)低端0-1的區(qū)間內(nèi),即實(shí)現(xiàn)了指數(shù)/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換,實(shí)質(zhì)上起到了光功率壓縮作用,不僅能提高動(dòng)態(tài)范圍,而且能提高將近1倍的響應(yīng)速度,這是一個(gè)重大的創(chuàng)新。
4.6 光學(xué)模擬除法器:
非接觸式測(cè)溫儀標(biāo)定時(shí)把標(biāo)定爐出射的有一定寬度的輻射波分成兩路不同波長(zhǎng),它的功率為W1,W2,用W1/W2來(lái)表示其溫度變化值,這就是雙波長(zhǎng)比較測(cè)溫儀。傳統(tǒng)的做法是用光學(xué)方法將一束輻射波分成兩束,分別通過(guò),濾光片,然后再經(jīng)過(guò)二個(gè)光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后,又分別進(jìn)入兩個(gè)對(duì)數(shù)放大器,然后將兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)入差動(dòng)放大器,得到 W1/W2的結(jié)果。在實(shí)際使用時(shí),由于發(fā)熱體(被測(cè)目標(biāo))的材料不同,輻射系數(shù)不同,探測(cè)頭與被測(cè)目標(biāo)之間的距離變化和灰塵煙霧等干擾,使W1,W2發(fā)生變化。一般它們的變化倍數(shù)相同,所以W1/W2比較的值不變,因此雙波長(zhǎng)比較的測(cè)溫儀能排除環(huán)境引起的干擾。十年前我們做了一批雙波長(zhǎng)測(cè)溫儀,分別給寶雞鋼管廠(chǎng),沈陽(yáng)鑄造所,重慶大學(xué)等單位使用,反應(yīng)雖然不錯(cuò),但我心里總是存在著顧慮,因?yàn)槠湔{(diào)整特別困難,制造周期相當(dāng)長(zhǎng)。為什么調(diào)整困難?我在15年前委托上海技物所定做了同一基層的雙光敏面探測(cè)器,我還開(kāi)了12套模具壓制各種能縮短周期的連接件,也未見(jiàn)效,這時(shí)我才想到原理上存在的問(wèn)題。因?yàn)椴牧陷椛湎禂?shù),灰塵煙霧的干擾和距離系數(shù)d都是波長(zhǎng)和溫度的函數(shù),因此雙波長(zhǎng)比較的的條件是=,其次是要保證,波功率曲線(xiàn)的斜率相等,即兩條輸出曲線(xiàn)平行,或者在規(guī)定的測(cè)溫范圍外相交。理論上可證明這是不可能的,因=即成了單波長(zhǎng),只有,但盡量使靠近,使是可以做到的,但是強(qiáng)度始終大于的強(qiáng)度,這是做不到的,因?yàn)闇囟仍谏呋蚪档偷倪^(guò)程中,其光譜寬度雖然不變,但光譜的包絡(luò)線(xiàn)在改變,當(dāng)溫度達(dá)某一值時(shí),強(qiáng)度大于強(qiáng)度,當(dāng)溫度到對(duì)應(yīng)特征波的另一值時(shí)強(qiáng)度大于,所以輸出曲線(xiàn)在測(cè)溫的的范圍內(nèi)始終相交,所以電路做不出來(lái)。美國(guó)IRCON公司定做了一種類(lèi)似三明治的夾層光電探測(cè)器,前面的光敏面接收寬帶輻射波后面的光敏面接收波長(zhǎng)為1.05m從寬帶輻射波透過(guò)的窄帶輻射波,達(dá)到寬帶與窄帶比較,電路非常復(fù)雜,布線(xiàn)的技術(shù)要求很高。但窄帶與窄帶比較或者寬帶與寬帶比較,或者使用兩個(gè)不同的Si和Ge探測(cè)器等,即使使用IRCON的電路,同樣不會(huì)成功,因?yàn)檫@種比較方法理論上證明是做不出來(lái)的,只有當(dāng)溫度范圍很窄時(shí)才能成功,例如體溫計(jì)。而使用電子的方法實(shí)現(xiàn)三波長(zhǎng)比較成本又大大提高。而光學(xué)模擬除法器可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)波長(zhǎng)至8個(gè)波長(zhǎng)的比較,或更多波長(zhǎng)的同時(shí)比較,其響應(yīng)速度不受任何影響,不管對(duì)幾個(gè)參數(shù)比較,其體積的大小相當(dāng)于一個(gè)電子芯片。
光學(xué)模擬除法器的原理是將輻射波通過(guò)光纖指數(shù)/對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器,使輻射功率變成 ,又在一個(gè)園波導(dǎo)外層,涂復(fù)有吸引 , 的不同納米膜,在主波導(dǎo)的側(cè)面波導(dǎo)形成的光場(chǎng)吸引下,使 , 分流到側(cè)面波導(dǎo),于是主波導(dǎo) ,并且光學(xué)除法器的輸出端只要一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件,即可實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)比較,這是我一生中重大發(fā)明,遺感的是,事隔兩年由于顧了‘光圣’,就顧不了更多。
光學(xué)除法器不僅可以用于測(cè)溫儀,它可用于各種儀器,它可連接在光路中,也可連接在電路中有效地排隊(duì)內(nèi)外干擾,可簡(jiǎn)化復(fù)雜的光路和電路,大幅度降低成本。
但這些器件必須利用美國(guó)的有利條件,在我公司(DO-VA)才能完成。
如何使用混凝土測(cè)溫儀:鄭州歐諾JDC-2混凝土測(cè)溫儀專(zhuān)為混凝土測(cè)溫設(shè)計(jì),配合不同長(zhǎng)度引線(xiàn)的測(cè)溫元件,可以測(cè)量混凝土內(nèi)部不同深度的溫度。也可用于除液體外的其他場(chǎng)合。儀表為便攜式,采用9V電池供電,方便在施工現(xiàn)場(chǎng)使用。儀表標(biāo)配信號(hào)線(xiàn)配有鱷魚(yú)夾,很容易連接不同測(cè)溫元件測(cè)溫。
如何使用混凝土測(cè)溫儀 儀器的合理使用是非常重要的,若使用不當(dāng)不但會(huì)影響其結(jié)果的準(zhǔn)確率,還會(huì)損壞儀器,那么如何合理使用混凝土測(cè)溫儀呢?
1、使用該儀器之前,要詳細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)。
2、使用時(shí)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)。
3、裝好9V電池后,打開(kāi)電源,有溫度顯示,便可測(cè)量。
4、實(shí)際測(cè)量時(shí),要待數(shù)字顯示穩(wěn)定或數(shù)字顯示與溫度變化同步方可讀數(shù)。
5、非專(zhuān)業(yè)人員請(qǐng)勿拆開(kāi)儀器及進(jìn)行內(nèi)部維修。
6、所測(cè)溫度要在儀表的溫度范圍之內(nèi)。
7、做好儀器的維護(hù)保養(yǎng)工作。
一、為何采用紅外測(cè)溫儀?
紅外測(cè)溫儀采用紅外技術(shù)可快速方便地測(cè)量物體的表面溫度。不需要機(jī)械的接觸被測(cè)物體而快速測(cè)得溫度讀數(shù)。只需瞄準(zhǔn),按動(dòng)觸發(fā)器,在LCD顯示屏上讀出溫度數(shù)據(jù)。
紅外測(cè)溫儀重量輕、體積小、使用方便,并能可靠地測(cè)量熱的、危險(xiǎn)的或難以接觸的物體,而不會(huì)污染或損壞被測(cè)物體。
紅外測(cè)溫儀每秒可測(cè)若干個(gè)讀數(shù),而接觸測(cè)溫儀每秒測(cè)量就需要若干分鐘的時(shí)間。
二、紅外測(cè)溫儀如何工作?
紅外測(cè)溫儀接收多種物體自身發(fā)射出的不可見(jiàn)紅外能量,紅外輻射是電磁頻譜的一部分,它包括無(wú)線(xiàn)電波、微波、可見(jiàn)光、紫外、R射線(xiàn)和X射線(xiàn)。紅外位于可見(jiàn)光和無(wú)線(xiàn)電波之間,紅外波長(zhǎng)常用微米表示,波長(zhǎng)范圍為0.7微米-1000微米,實(shí)際上,0.7微米-14微米波帶用于紅外測(cè)溫儀。
三、如何確保紅外測(cè)溫儀測(cè)溫精度?
紅外技術(shù)及其原理的無(wú)異議的理解為其精確的測(cè)溫。當(dāng)由紅外測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí),被測(cè)物體發(fā)射出的紅外能量,通過(guò)紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)在探測(cè)器上轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該信號(hào)的溫度讀數(shù)顯示出來(lái)。有幾個(gè)決定精確測(cè)溫的重要因素,較為重要的因素是發(fā)射率、視場(chǎng)、到光斑的距離和光斑的位置。
發(fā)射率,所有物體會(huì)反射、透過(guò)和發(fā)射能量,只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當(dāng)紅外測(cè)溫儀測(cè)量表面溫度時(shí),儀器能接收到所有這三種能量。因此,所有紅外測(cè)溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測(cè)量誤差通常由其它光源反射的紅外能量引起的。有些紅外測(cè)溫儀可改變發(fā)射率,多種材料的發(fā)射率值可從出版的發(fā)射率表中找到。其它儀器為固定的予置為0.95的發(fā)射率。該發(fā)射率值是對(duì)于多數(shù)有機(jī)材料、油漆或氧化表面的表面溫度,就要用一種膠帶或平光黑漆涂于被測(cè)表面加以補(bǔ)償。使膠帶或漆達(dá)到與基底材料相同溫度時(shí),測(cè)量膠帶或漆表面的溫度,即為其真實(shí)溫度。
距離與光斑之比,紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)從圓形測(cè)量光斑收集能量并聚焦在探測(cè)器上,光學(xué)分辨率定義為紅外測(cè)溫儀到物體的距離與被測(cè)光斑尺寸之比(D:S)。比值越大,紅外測(cè)溫儀的分辨率越好,且被測(cè)光斑尺寸也就越小。激光瞄準(zhǔn),只有用以幫助瞄準(zhǔn)在測(cè)量點(diǎn)上。紅外光學(xué)的較新改進(jìn)是增加了近焦特性,可對(duì)小目標(biāo)區(qū)域提供精確測(cè)量,還可防止背景溫度的影響。
視場(chǎng),確保目標(biāo)大于紅外測(cè)溫儀測(cè)量時(shí)的光斑尺寸,目標(biāo)越小,就應(yīng)離它越近。當(dāng)精度特別重要時(shí),要確保目標(biāo)至少2倍于光斑尺寸。
四、如何進(jìn)行紅外測(cè)溫儀測(cè)溫?
為了紅外測(cè)溫儀測(cè)溫,將紅外測(cè)溫儀對(duì)準(zhǔn)要測(cè)的物體,按觸發(fā)器在儀器的LCD上讀出溫度數(shù)據(jù),保證安排好距離和光斑尺寸之比,和視場(chǎng)。用紅外測(cè)溫儀時(shí)有幾件重要的事要記?。?/p>
1、只測(cè)量表面溫度,紅外測(cè)溫儀不能測(cè)量?jī)?nèi)部溫度。
2、不能透過(guò)玻璃進(jìn)行測(cè)溫,玻璃有很特殊的反射和透過(guò)特性,不允許精確紅外溫度讀數(shù)。但可通過(guò)紅外窗口測(cè)溫。紅外測(cè)溫儀可以不用于光亮的或拋光的金屬表面的測(cè)溫(不銹鋼、鋁等)。
3、定位熱點(diǎn),要發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn),儀器瞄準(zhǔn)目標(biāo),然后在目標(biāo)上作上下掃描運(yùn)動(dòng),直至確定熱點(diǎn)。
4、注意環(huán)境條件:蒸汽、塵土、煙霧等。它阻擋儀器的光學(xué)系統(tǒng)而影響精確測(cè)溫。
5、環(huán)境溫度,如果紅外測(cè)溫儀突然暴露在環(huán)境溫差為20度或更高的情況下,允許儀器在20分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)到新的環(huán)境溫度。
五、最普通的紅外測(cè)溫儀應(yīng)用是哪些?
紅外測(cè)溫儀有許多應(yīng)用,最普通的有:
1、汽車(chē)工業(yè):診斷汽缸和加熱/冷卻系統(tǒng)。
2、HVAC:監(jiān)視空氣分層、供/回記錄、爐體性能。
3、電氣:檢查有故障的變壓器、電氣面板和接頭。
4、食品:掃描管理、服務(wù)及貯存溫度。
5、其它:許多工程、基地和改造應(yīng)用。