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選擇紅外測溫儀的6大因素
閱讀：901 發(fā)布時(shí)間：2010-9-9
在選擇紅外測溫儀型號(hào)時(shí)應(yīng)首先確定測量要求,，如被測目標(biāo)溫度,，被測目標(biāo)大小，測量距離,，被測目標(biāo)材料,，目標(biāo)所處環(huán)境，響應(yīng)速度,，測量精度,，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,。 1,、確定目標(biāo)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(duì)于單色測溫儀,，在進(jìn)行測溫時(shí),，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好,。如果目標(biāo)尺寸小于視場,，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)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(biāo)大于測溫儀的視場,，測溫儀就不會(huì)受到測量區(qū)域外面的背景影響。對(duì)于比色測溫儀,，其溫度是由兩個(gè)獨(dú)立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的,。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小，不充滿視場,，測量通路上存在煙霧,、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Raytek（雷泰）雙色測溫儀,，其溫度是由兩個(gè)獨(dú)立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小,，沒有充滿現(xiàn)場,，測量通路上存在煙霧、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)在視場內(nèi)運(yùn)動(dòng),，或可能部分移出視場的目標(biāo)，在此條件下,，使用雙色測溫儀是*選擇,。如果測溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn)，測量通道彎曲,、狹小,、受阻等情況下，雙色光纖測溫儀是*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,，因此可以測量難以接近,、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)?！ ?br /> 2,、確定測溫范圍 確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個(gè)性能指標(biāo)。如Raytek（雷泰）產(chǎn)品覆蓋范圍為-50℃- +3000℃,，但這不能由一種型號(hào)的紅外測溫儀來完成,。每種型號(hào)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(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,，測溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好。一般來說,，測溫范圍越窄,，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,。測溫范圍過寬,，會(huì)降低測溫精度。例如,，如果被測目標(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,，其測溫范圍很寬，則高溫測量性能便差一些；如果用戶除測量1000℃的目標(biāo)外,，還要照顧低溫目標(biāo),，那只好選擇3iLR3。 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,，即測溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測目標(biāo)直徑之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,，而又要測量小的目標(biāo),，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高,，即增大D：S比值,，測溫儀的成本也越高。Raytek紅外測溫儀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)的測溫儀,。對(duì)于固定焦距的測溫儀,，在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑zui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)確測溫,，被測目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸，變焦測溫儀有一個(gè)zui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,、確定波長范圍 目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應(yīng)波長對(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),，測量金屬材料的*波長是近紅外，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,。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm,，2.2μm和3.9μm（被測玻璃要很厚，否則會(huì)透過）波長,；測玻璃表面溫度選用5.0μm,；測低溫區(qū)選用8～14μm為宜。如測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。如測火焰中的CO用窄帶4.64μm,，測火焰中的NO2用4.47μm,。
5、確定響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間表示紅外測溫儀對(duì)被測溫度變化的反應(yīng)速度,，定義為到達(dá)zui后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間,，它與光電探測器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān),。Raytek（雷泰）新型紅外測溫儀響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms,。這要比接觸式測溫方法快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時(shí),，要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀,，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低測量精度,。然而,，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測溫儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時(shí),，測溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了,。因此，紅外測溫儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測目標(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,，測溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。 6,、環(huán)境條件考慮 測溫儀所處的環(huán)境條件對(duì)測量結(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)測溫儀,，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。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,、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量能量信信號(hào)時(shí)，光纖雙色測溫儀是*選擇,。比色測溫儀是*選擇,。在噪聲、電磁場,、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）,，測溫儀通過窗口進(jìn)行觀測。材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍,。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)測溫儀工作環(huán)境中存在易燃?xì)怏w時(shí),，可選用本征安全型紅外測溫儀，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,，可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統(tǒng),，以便于安裝