德圖紅外測(cè)溫儀德圖紅外測(cè)溫儀

1672年,，人們發(fā)現(xiàn)太陽光（白光）是由各種顏色的光復(fù)合而成，同時(shí),，牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白色光更簡(jiǎn)單的較有名結(jié)論,。使用分光棱鏡就把太陽光（白光）分解為紅、橙,、黃,、綠、青,、藍(lán),、紫等各色單色光。1800年,，英國物理學(xué)家F. W. 赫胥爾從熱的觀點(diǎn)來研究各種色光時(shí),，發(fā)現(xiàn)了紅外線。他在研究各種色光的熱量時(shí),，有意地把暗室的一的窗戶用暗板堵住,，并在板上開了一個(gè)矩形孔，孔內(nèi)裝一個(gè)分光棱鏡,。當(dāng)太陽光通過棱鏡時(shí),，便被分解為彩色光帶，并用溫度計(jì)去測(cè)量光帶中不同顏色所含的熱量,。為了與環(huán)境溫度進(jìn)行比較,，赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計(jì)來測(cè)定周圍環(huán)境溫度。試驗(yàn)中,，他偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：放在光帶紅光外的一支溫度計(jì),，比室內(nèi)其他溫度的批示數(shù)值高。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，這個(gè)所謂熱量多的高溫區(qū),，總是位于光帶邊緣處紅光的外面,。于是他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外，還有一種人眼看不見的“熱線”,，這種看不見的“熱線”位于紅色光外側(cè),，叫做紅外線。紅外線是一種電磁波,，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì),，紅外線的發(fā)現(xiàn)是人類對(duì)自然認(rèn)識(shí)的一次飛躍，對(duì)研究,、利用和發(fā)展紅外技術(shù)領(lǐng)域開辟了一條全新的廣闊道路,。

紅外線的波長(zhǎng)在0.76～100μm之間，按波長(zhǎng)的范圍可分為近紅外,、中紅外,、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類,，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域,。紅外線輻射是自然界存在的一種較為廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng),，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動(dòng)愈劇烈,，輻射的能量愈大,，反之，輻射的能量愈小,。

溫度在零度以上的物體,，都會(huì)因自身的分子運(yùn)動(dòng)而輻射出紅外線。通過紅外探測(cè)器將物體輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,，成像裝置的輸出信號(hào)就可以*一一對(duì)應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布,，經(jīng)電子系統(tǒng)處理，傳至顯示屏上,，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖,。運(yùn)用這一方法，便能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)圖像成像和測(cè)溫并進(jìn)行分析判斷,。 [1] 

發(fā)展

編輯

1800年,，英國物理學(xué)家F. W. 赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線，從此開辟了人類應(yīng)用紅外技術(shù)的廣闊道路,。在第二次世界大戰(zhàn)中,，德國人用紅外變像管作為光電轉(zhuǎn)換器件，研制出了主動(dòng)式夜視儀和紅外通信設(shè)備，為紅外技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。

二次世界大戰(zhàn)后,，首先由美國經(jīng)過近一年的探索，開發(fā)研制的*代用于軍事領(lǐng)域的紅外成像裝置,，稱之為紅外尋視系統(tǒng)（FLIR）,，它是利用光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射掃描。由光子探測(cè)器接收兩維紅外輻射跡象,，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及一系列儀器處理,，形成視頻圖像信號(hào)。這種系統(tǒng),、原始的形式是一種非實(shí)時(shí)的自動(dòng)溫度分布記錄儀,，后來隨著五十年代銻化銦和鍺摻汞光子探測(cè)器的發(fā)展，才開始出現(xiàn)高速掃描及實(shí)時(shí)顯示目標(biāo)熱圖像的系統(tǒng),。

六十年代早期,，瑞典研制成功第二代紅外成像裝置，它是在紅外尋視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上以增加了測(cè)溫的功能,，稱之為紅外熱像儀,。

開始由于保密的原因，在發(fā)達(dá)的國家中也僅限于軍用,，投入應(yīng)用的熱成像裝置可在黑夜或濃厚幕云霧中探測(cè)對(duì)方的目標(biāo),，探測(cè)偽裝的目標(biāo)和高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)。由于有國家經(jīng)費(fèi)的支撐,，投入的研制開發(fā)費(fèi)用很大,，儀器的成本也很高。以后考慮到在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的實(shí)用性,，結(jié)合工業(yè)紅外探測(cè)的特點(diǎn),，采取壓縮儀器造價(jià)。降低生產(chǎn)成本并根據(jù)民用的要求,，通過減小掃描速度來提高圖像分辨率等措施逐漸發(fā)展到民用領(lǐng)域,。

六十年代中期，研制出*套工業(yè)用的實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)（THV）,，該系統(tǒng)由液氮致冷,，110V電源電壓供電，重約35公斤,，因此使用中便攜性很差,，經(jīng)過對(duì)儀器的幾代改進(jìn)，1986年研制的紅外熱像儀已無需液氮或高壓氣,，而以熱電方式致冷,，可用電池供電,；1988年推出的全功能熱像儀，將溫度的測(cè)量,、修改,、分析、圖像采集,、存儲(chǔ)合于一體,，重量小于7公斤，儀器的功能,、精度和可靠性都得到了顯著的提高,。

九十年代中期，美國首先研制成功由軍用技術(shù)（FPA）轉(zhuǎn)民用并商品化的新一紅外熱像儀（CCD）屬焦平面陣列式結(jié)構(gòu)的一種凝成像裝置,，技術(shù)功能更加*進(jìn),，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫時(shí)只需對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)攝取圖像，并將上述信息存儲(chǔ)到機(jī)內(nèi)的PC卡上,，即完成全部操作,，各種參數(shù)的設(shè)定可回到室內(nèi)用軟件進(jìn)行修改和分析數(shù)據(jù)，后直接得出檢測(cè)報(bào)告,，由于技術(shù)的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)的改變,，取代了復(fù)雜的機(jī)械掃描，儀器重量已小于二公斤,，使用中如同手持?jǐn)z像機(jī)一樣,，單手即可方便地操作。

如今,，紅外熱成像系統(tǒng)已經(jīng)在電力,、消防、石化以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,。紅外熱像儀在世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中正發(fā)揮著舉足輕重的作用。 [1] 

熱像儀

編輯

紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器,、光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)（*進(jìn)的焦平面技術(shù)則省去了光機(jī)掃描系統(tǒng)）接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元上,，在光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測(cè)器之間，有一個(gè)光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)（焦平面熱像儀無此機(jī)構(gòu)）對(duì)被測(cè)物體的紅外熱像進(jìn)行掃描,，并聚焦在單元或分光探測(cè)器上,，由探測(cè)器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大處理,、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)通過電視屏或監(jiān)測(cè)器顯示紅外熱像圖,。這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)；實(shí)質(zhì)上是被測(cè)目標(biāo)物體各部分紅外輻射的熱像分布圖由于信號(hào)非常弱,，與可見光圖像相比,，缺少層次和立體感,，因此，在實(shí)際動(dòng)作過程中為更有效地判斷被測(cè)目標(biāo)的紅外熱分布場(chǎng),，常采用一些輔助措施來增加儀器的實(shí)用功能,，如圖像亮度、對(duì)比度的控制,，實(shí)標(biāo)校正,，偽色彩描繪等技術(shù)。 [1] 

分類

編輯

紅外熱像儀一般分光機(jī)掃描成像系統(tǒng)和非掃描成像系統(tǒng),。光機(jī)掃描成像系統(tǒng)采用單元或多元（元數(shù)有8,、10、16,、23,、48、55,、60,、120、180甚至更多）光電導(dǎo)或光伏紅外探測(cè)器,，用單元探測(cè)器時(shí)速度慢,，主要是幀幅響應(yīng)的時(shí)間不夠快，多元陣列探測(cè)器可做成高速實(shí)時(shí)熱像儀,。非掃描成像的熱像儀,，如近幾年推出的陣列式凝視成像的焦平面熱像儀，屬新一代的熱成像裝置,，在性能上大大優(yōu)于光機(jī)掃描式熱像儀,，有逐步取代光機(jī)掃描式熱像儀的趨勢(shì)。其關(guān)鍵技術(shù)是探測(cè)器由單片集成電路組成,，被測(cè)目標(biāo)的整個(gè)視野都聚焦在上面,，并且圖像更加清晰，使用更加方便,，儀器非常小巧輕便,，同時(shí)具有自動(dòng)調(diào)焦圖像凍結(jié)，連續(xù)放大,，點(diǎn)溫,、線溫、等溫和語音注釋圖像等功能,，儀器采用PC卡,，存儲(chǔ)容量可高達(dá)500幅圖像。

紅外熱電視是紅外熱像儀的一種,。紅外熱電視是通過熱釋電攝像管（PEV）接受被測(cè)目標(biāo)物體的表面紅外輻射,，并把目標(biāo)內(nèi)熱輻射分布的不可見熱圖像轉(zhuǎn)變成視頻信號(hào),，因此，熱釋電攝像管是紅外熱電視的光鍵器件,，它是一種實(shí)時(shí)成像,，寬譜成像（對(duì)3～5μm及8～14μm有較好的頻率響應(yīng)）具有中等分辨率的熱成像器件，主要由透鏡,、靶面和電子槍三部分組成,。其技術(shù)功能是將被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射線通過透鏡聚焦成像到熱釋電攝像管，采用常溫?zé)犭娨曁綔y(cè)器和電子束掃描及靶面成像技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的,。[1] 

熱像儀主要參數(shù)

編輯

1,、工作波段；工作波段是指紅外熱像儀中所選擇的紅外探測(cè)器的響應(yīng)波長(zhǎng)區(qū)域,，一般是3～5μm或8～12μm,。

2、探測(cè)器類型,；探測(cè)器類型是指使用的一種紅外器件,。是采用單元或多元（元數(shù)8、10,、16,、23、48,、55,、60、120,、180等）光電導(dǎo)或光伏紅外探測(cè)器,，其采用的元素有硫化鉛（PbS）、硒化鉛（PnSe）,、碲化銦（InSb）,、碲鎘汞（HgCdTe）、碲錫鉛（PbSnTe）,、鍺摻雜（Ge：X）和硅摻雜（Si：X）等,。

3、掃描制式,；一般為我國標(biāo)準(zhǔn)電視制式，PAL制式,。

4,、顯示方式；指屏幕顯示是黑白顯示還是偽彩顯示,。

5,、溫度測(cè)定范圍,；指測(cè)定溫度的低限與高限的溫度值的范圍。

6,、測(cè)溫準(zhǔn)確度,；指紅外熱像儀測(cè)溫的大誤差與儀器量程之比的百分?jǐn)?shù)。

7,、大工作時(shí)間,；紅外熱像儀允許連續(xù)的工作時(shí)間。 [2] 

紅外測(cè)溫

編輯

1,、紅外測(cè)溫儀器的種類

紅外測(cè)溫儀器主要有3種類型：紅外熱像儀,、紅外熱電視、紅外測(cè)溫儀（點(diǎn)溫儀）,。60年代我國研制成功*臺(tái)紅外測(cè)溫儀,，八十年代初期以后又陸續(xù)生產(chǎn)小目標(biāo)、遠(yuǎn)距離,、適合電業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的測(cè)溫儀器,，如西光IRT－1200D型、HCW－Ⅲ型,、HCW－Ⅴ型,；YHCW－9400型；WHD4015型（雙瞄準(zhǔn),，目標(biāo)D 40mm,，可達(dá)15 m）、WFHX330型（光學(xué)瞄準(zhǔn),，目標(biāo)D 50 mm,，可達(dá)30 m）。美國生產(chǎn)的PM－20,、30,、40、50,、HAS－201測(cè)溫儀,；瑞典AGA公司TPT20、30,、40,、50等也有較廣泛的應(yīng)用。DL－500 E可以應(yīng)用于110～500 kV變電設(shè)備上,，圖像清晰,，溫度準(zhǔn)確。紅外熱像儀,，主要有日本TVS－2000,、TVS－100,，美國PM－250，瑞典AGA－ THV510,、550,、570。國產(chǎn)紅外熱像儀在昆明研制成功,，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,。

2、紅外測(cè)溫儀工作原理

了解紅外測(cè)溫儀的工作原理,、技術(shù)指標(biāo),、環(huán)境工作條件及操作和維修等是用戶正確地選擇和使用紅外測(cè)溫儀的基礎(chǔ)。光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件以及位置決定,。紅外能量聚焦在光電探測(cè)儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過放大器和信號(hào)處理電路按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值,。除此之外,，還應(yīng)考慮目標(biāo)和測(cè)溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度,、氣氛,、污染和干擾等因素對(duì)性能指標(biāo)的影響及修正方法。

一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量,。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系,。因此，通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量,，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度,，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。

黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體,，它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量,，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1,。應(yīng)該指出,，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律,，在理論研究中必須選擇合適的模型,，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律,，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射度,，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體輻射定律。

物體發(fā)射率對(duì)輻射測(cè)溫的影響：自然界中存在的實(shí)際物體,，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長(zhǎng)及物體的溫度之外,，還與構(gòu)成物體的材料種類,、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān),。因此,，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù),，即發(fā)射率,。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數(shù)值之間,。根據(jù)輻射定律,，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性,。

影響發(fā)射率的主要因素在：材料種類,、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等,。

當(dāng)用紅外輻射測(cè)溫儀測(cè)量目標(biāo)的溫度時(shí)首先要測(cè)量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量,，然后由測(cè)溫儀計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的溫度。單色測(cè)溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例,；雙色測(cè)溫儀與兩個(gè)波段的輻射量之比成比例,。

紅外系統(tǒng)：紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器,、信號(hào)放大器及信號(hào)處理,、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件及其位置確定,。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過放大器和信號(hào)處理電路,，并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值,。 [2] 

性能

編輯

為了獲得精確的溫度讀數(shù)，測(cè)溫儀與測(cè)試目標(biāo)之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi),，所謂“光點(diǎn)尺寸”（spot size）就是測(cè)溫儀測(cè)量點(diǎn)的面積,。您距離目標(biāo)越遠(yuǎn)，光點(diǎn)尺寸就越大,。右圖所示為距離與光點(diǎn)尺寸的比率,，或稱D：S。在激光瞄準(zhǔn)器型測(cè)溫儀上，激光點(diǎn)在目標(biāo)中心的上方,，有12mm（0.47英寸）的偏置距離,。

在定測(cè)量距離時(shí)，應(yīng)確保目標(biāo)直徑等于或大于受測(cè)的光點(diǎn)尺寸,。右圖所標(biāo)示的“1號(hào)物體”（object 1 ）與測(cè)量?jī)x之間的距離正,，因?yàn)槟繕?biāo)比被測(cè)光點(diǎn)尺寸略大一些。而“2號(hào)物體”距離太遠(yuǎn),，因?yàn)槟繕?biāo)小于受測(cè)的光點(diǎn)尺寸,，即測(cè)溫儀同在測(cè)量背景物體，從而降低了讀數(shù)的精確性,。 [2] 

正確選擇

編輯

選擇紅外測(cè)溫儀可分為3個(gè)方面：

（1）性能指標(biāo)方面,，如溫度范圍、光斑尺寸,、工作波長(zhǎng),、測(cè)量精度、窗口,、顯示和輸出,、響應(yīng)時(shí)間、保護(hù)附件等,；

（2）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(hù)附件等；

（3）其他選擇方面,，如使用方便,、維修和校準(zhǔn)性能以及價(jià)格等，也對(duì)測(cè)溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響,。

隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,，紅外測(cè)溫儀設(shè)計(jì)和新進(jìn)展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器，擴(kuò)大了選擇余地,。其他選擇方面,，如使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價(jià)格等,。在選擇測(cè)溫儀型號(hào)時(shí)應(yīng)首先確定測(cè)量要求,，如被測(cè)目標(biāo)溫度，被測(cè)目標(biāo)大小,，測(cè)量距離,，被測(cè)目標(biāo)材料,，目標(biāo)所處環(huán)境，響應(yīng)速度,，測(cè)量精度,，用便攜式還是在線式等等；在現(xiàn)有各種型號(hào)的測(cè)溫儀對(duì)比中,，選出能夠滿足上述要求的儀器型號(hào),；在諸多能夠滿足上述要求的型號(hào)中選擇出在性能、功能和價(jià)格方面的搭配,。 [2] 

使用要點(diǎn)

編輯

1、確定測(cè)溫范圍

確定測(cè)溫范圍：測(cè)溫范圍是測(cè)溫儀重要的一個(gè)性能指標(biāo),。有些測(cè)溫儀產(chǎn)品量程可達(dá)到為-50℃- +3000℃,，但這不能由一種型號(hào)的紅外測(cè)溫儀來完成。每種型號(hào)的測(cè)溫儀都有自己特定的測(cè)溫范圍,。因此,，用戶的被測(cè)溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)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(cè)溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好,。一般來說,，測(cè)溫范圍越窄，監(jiān)控溫度的輸出信號(hào)分辨率越高,，精度可靠性容易解決,。測(cè)溫范圍過寬，會(huì)降低測(cè)溫精度,。例如,，如果被測(cè)目標(biāo)溫度為1000℃，首先確定在線式還是便攜式,，如果是便攜式,。滿足這一溫度的型號(hào)很多，如3iLR3,，3i2M,，3i1M。如果測(cè)量精度是主要的,，選用2M或1M型號(hào)的,，因?yàn)槿绻x用3iLR型，其測(cè)溫范圍很寬，則高溫測(cè)量性能便差一些,；如果用戶除測(cè)量1000℃的目標(biāo)外,，還要照顧低溫目標(biāo)，那只好選擇3iLR3,。

.2,、確定目標(biāo)尺寸

紅外測(cè)溫儀根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀（輻射比色測(cè)溫儀）。對(duì)于單色測(cè)溫儀,，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí),，被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿測(cè)溫儀視場(chǎng)。建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過視場(chǎng)大小的50%為好,。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng),，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視聲符支干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差,。相反,，如果目標(biāo)大于測(cè)溫儀的視場(chǎng)，測(cè)溫儀就不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響,。對(duì)于比色測(cè)溫儀,，不充滿視場(chǎng)，測(cè)量通路上存在煙霧,、塵埃,、阻擋，對(duì)輻射能量有衰減時(shí),，都不對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響,。對(duì)于細(xì)小而又處于運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)之中的目標(biāo)，比色測(cè)溫儀是選擇,。這是由于光線直徑小,，有柔性，可以在彎曲,、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,。

對(duì)于某些測(cè)溫儀，其溫度是由兩個(gè)獨(dú)立的波長(zhǎng)帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的,。因此當(dāng)被測(cè)目標(biāo)很小,，沒有充滿現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量通路上存在煙霧,、塵埃,、阻擋對(duì)輻射能量有衰減時(shí)，都不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響,。甚至在能量衰減了95%的情況下,，仍能保證要求的測(cè)溫精度,。對(duì)于目標(biāo)細(xì)小，又處于運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)之中的目標(biāo),；有時(shí)在視場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng),，或可能部分移出視場(chǎng)的目標(biāo)，在此條件下,，使用雙色測(cè)溫儀是選擇,。如果測(cè)溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn)，測(cè)量通道彎曲,、狹小,、受阻等情況下，雙色光纖測(cè)溫儀是選擇,。這是由于其直徑小,，有柔性，可以在彎曲,、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量，因此可以測(cè)量難以接近,、條件惡劣或靠近電磁場(chǎng)的目標(biāo),。

.3、確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）

距離系數(shù)由D：S之比確定,，即測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測(cè)目標(biāo)直徑之比,。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo),，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀,。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值,，測(cè)溫儀的成本也越高,。Raytek紅外測(cè)溫儀D：S的范圍從2：1（低距離系數(shù)）到高于300：1（高距離系數(shù)）。如果測(cè)溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo),，而目標(biāo)又小,，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測(cè)溫儀。對(duì)于固定焦距的測(cè)溫儀,，在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑小位置,，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會(huì)增大。存在兩個(gè)距離系數(shù),。因此,，為了能在接近和遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的距離上準(zhǔn)確測(cè)溫，被測(cè)目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸,，變焦測(cè)溫儀有一個(gè)小焦點(diǎn)位置,，可根據(jù)到目標(biāo)的距離進(jìn)行調(diào)節(jié),。增大D：S，接收的能量就減少,，如不增大接收口徑,，距離系數(shù)D：S很難做大，這就要增加儀器成本,。

4,、確定波長(zhǎng)范圍

目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測(cè)溫儀的光譜相應(yīng)波長(zhǎng)對(duì)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(cè)量金屬材料的波長(zhǎng)是近紅外，可選用0.8～1.0μm,。其他溫區(qū)可選用1.6μm,，2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波長(zhǎng)上是透明的,，紅外能量會(huì)穿透這些材料,，對(duì)這種材料應(yīng)選擇特殊的波長(zhǎng)。如測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm,，2.2μm和3.9μm（被測(cè)玻璃要很厚,，否則會(huì)透過）波長(zhǎng)；測(cè)玻璃表面溫度選用5.0μm,；測(cè)低溫區(qū)選用8～14μm為宜,。如測(cè)量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm，聚酯類選用4.3μm或7.9μm,，厚度超過0.4mm的選用8-14μm,。如測(cè)火焰中的CO用窄帶4.64μm，測(cè)火焰中的NO2用4.47μm,。

5,、確定響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間表示紅外測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間,，它與光電探測(cè)器,、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。有些紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms,，比接觸式測(cè)溫方法快得多,。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀,，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng),，會(huì)降低測(cè)量精度。然而,，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀,。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時(shí),，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。因此,，紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測(cè)目標(biāo)的情況相適應(yīng),。確定響應(yīng)時(shí)間，主要根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度和目標(biāo)的溫度變化速度,。對(duì)于靜止的目標(biāo)或目標(biāo)參在熱慣性,，或現(xiàn)有控制設(shè)備的速度受到限制，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了,。

.6,、信號(hào)處理功能

鑒于離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，所以要求紅外測(cè)溫儀具有多信號(hào)處理功能（如峰值保持,、谷值保持,、平均值）可供選用，如測(cè)溫傳送帶上的瓶子時(shí),，就要用峰值保持,，其溫度的輸出信號(hào)傳送至控制器內(nèi)。否則測(cè)溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值,。若用峰值保持,，設(shè)置測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)于瓶子之間的時(shí)間間隔，這樣至少有一個(gè)瓶子總是處于測(cè)量之中,。

7、環(huán)境條件考慮

測(cè)溫儀所處的環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響,，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決,，否則會(huì)影響測(cè)溫精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高,，存在灰塵,、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)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(hù)測(cè)溫儀,，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)溫。在確定附件時(shí),，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù),，以降低安裝成本。當(dāng)在噪聲,、電磁場(chǎng),、震動(dòng)或難以接近環(huán)境條件下,，或其他惡劣條件下，煙霧,、灰塵或其他顆粒降低測(cè)量能量信信號(hào)時(shí),，光纖雙色測(cè)溫儀是選擇。比色測(cè)溫儀是選擇,。在噪聲,、電磁場(chǎng)、震動(dòng)和難以接近的環(huán)境條件下,，或其他惡劣條件時(shí),，宜選擇光線比色測(cè)溫儀。

在密封的或危險(xiǎn)的材料應(yīng)用中（如容器或真空箱）,，測(cè)溫儀通過窗口進(jìn)行觀測(cè),。材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測(cè)溫儀的工作波長(zhǎng)范圍。還要確定操作工是否也需要通過窗口進(jìn)行觀察,，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料,，避免相互影響。在低溫測(cè)量應(yīng)用中,，通常用Ge或Si材料作為窗口,，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標(biāo),。如操作員需要通過窗口目標(biāo),，應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料,，如ZnSe或BaF2等作為窗口材料,。

當(dāng)測(cè)溫儀工作環(huán)境中存在易燃?xì)怏w時(shí)，可選用本質(zhì)安全型紅外測(cè)溫儀,，從而在一定濃度的易燃?xì)怏w環(huán)境中進(jìn)行安全測(cè)量和監(jiān)視,。

在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下，可以選擇測(cè)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(shè)備相匹配的信號(hào)輸出形式,。

8,、紅外輻射測(cè)溫儀的標(biāo)定

紅外測(cè)溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測(cè)目標(biāo)的溫度。一般的紅外測(cè)溫的校準(zhǔn)周期是一年,，建議選用腔形,，發(fā)射率達(dá)到0.995的黑體爐，才能準(zhǔn)確的校準(zhǔn)紅外測(cè)溫儀,。如果所用的測(cè)溫儀在使用中出現(xiàn)測(cè)溫超差,，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定,。 [2] 

應(yīng)用

編輯

超小型溫度校正儀，大限度地克服了由于超小型化而帶來的技術(shù)困難,，使用戶可以攜帶到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的每一角落,，對(duì)其需要檢查、維修和標(biāo)定的溫度探頭實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)作業(yè),，免除將其拆卸取回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比標(biāo)定,，又要重新裝回原系統(tǒng)的麻煩，可以大大提高工作效率,，節(jié)約時(shí)間,，提高設(shè)備和系統(tǒng)的可用率，并且為現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制工程師提供了優(yōu)異的維修,、校驗(yàn)手段,。

AIKOM系列超小型溫度校正儀，一改傳統(tǒng)的溫度校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，其?yīng)用領(lǐng)域之廣泛,，遍及工業(yè)領(lǐng)域溫度測(cè)量和標(biāo)定的每一環(huán)節(jié)，并提供了一個(gè)可調(diào)的模擬溫度源,，對(duì)提高工藝流程控制水平,、產(chǎn)品質(zhì)量保證以及防止工業(yè)過程自動(dòng)保護(hù)定值的誤動(dòng)和尋找故障提供了重要的檢查手段。特別是對(duì)于溫度開關(guān)的定值檢查,，可以做到快速準(zhǔn)確而方便,，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及：

電力：燃煤發(fā)電廠、燃?xì)夤犭姀S,、水電站,、核電站、地區(qū)供熱管網(wǎng),、大型電力變壓器的溫度保護(hù)和信號(hào)傳送等。

冶金：鋁廠,、銅廠,、鋼廠等。

石化：采油,、輸油管路,、石化廠、煉油廠,。

一般工業(yè)：冷凍機(jī)廠,、空調(diào)廠、冰箱廠,、啤酒廠,、制藥廠,、汽車廠。

溫度元件制造廠：鉑電阻,、熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線電纜,、溫度開關(guān)、溫度傳感器制造廠,。

交通運(yùn)輸：機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)維修,、大型運(yùn)輸動(dòng)力系統(tǒng)維修、遠(yuǎn)洋海運(yùn)作為在役維修測(cè)量手段,。

Aikom產(chǎn)品在中國市場(chǎng)推出的主要有二個(gè)系列（PD－1000/PD－2000）四種型號(hào),。PD－1025特點(diǎn)是采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，在攝氏20度環(huán)境溫度下低溫度可以達(dá)到－25度,，高溫能達(dá)到 105度,。PD－2300的特點(diǎn)是槽體有效尺寸深，加熱元件使用24V直流,，安全性好和靜電影響小,，利用機(jī)內(nèi)風(fēng)扇冷卻而不需要外壓縮空氣，采用錐形槽體和傳熱套管,，熱阻極小傳熱快,，溫場(chǎng)經(jīng)過特殊補(bǔ)償，溫度范圍為環(huán)境溫度至攝氏400度,。

PD－2800的特點(diǎn)是可以提供攝氏720度的高溫源,，升降溫速度快，使用方便,，操作簡(jiǎn)單,，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用,。但由于采肒型熱電偶作為槽體測(cè)溫元件,，適用于高溫而精度要求不高場(chǎng)稀?BR>PD－2600是Aikom公司推出的高精度，高穩(wěn)定性,，高溫槽體,，標(biāo)定后的精度為正負(fù)0.3℃滿量程非線性誤差。它還可以通過選購一個(gè)軟件,，用以實(shí)現(xiàn)十段可編程升降溫速率控制,，用來模擬和實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工藝流程。也可以輸入1－5V過程電壓信號(hào),，用以改變槽體控溫單元的設(shè)定值構(gòu)成環(huán)路控制,。總之，它是一臺(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)程控小型便攜式恒溫槽,，是世界上同類產(chǎn)品中性能優(yōu)異的代表作,。

采用紅外成像檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測(cè)，拍攝其溫度場(chǎng)的分布,、測(cè)量任何部位的溫度值,，據(jù)此對(duì)各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷，具有實(shí)時(shí),、遙測(cè),、直觀和定量測(cè)溫等優(yōu)點(diǎn)，用來檢測(cè)發(fā)電廠,、變電所和輸電線路的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和帶電設(shè)備非常方便,、有效。

利用熱像儀檢測(cè)在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法,。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測(cè),，檢測(cè)設(shè)備性能和掌握其運(yùn)行狀態(tài)的一項(xiàng)新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測(cè)溫方式(如熱電偶,、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測(cè)物表面或體內(nèi))相比,，熱像儀可在一定距離內(nèi)實(shí)時(shí)、定量,、在線檢測(cè)發(fā)熱點(diǎn)的溫度,，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖,，而且靈敏度高,，不受電磁場(chǎng)干擾，便于現(xiàn)場(chǎng)使用,。它可以在-20℃～2000℃的寬量程內(nèi)以0.05℃的高分辨率檢測(cè)電氣設(shè)備的熱致故障,，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點(diǎn)等等,。