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紅外線測溫儀的正確選擇方法
紅外測溫技術在生產過程中,，在產品質量控制和監(jiān)測，設備在線故障診斷和安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用,。用戶在選擇紅外線測溫儀過程中需要注意的問題很多,，下面小編就來具體介紹一下紅外線測溫儀的正確選擇方法。
選擇紅外測溫儀可分為3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,、窗口、顯示和輸出,、響應時間,、保護附件等;
(2)環(huán)境和工作條件方面，如環(huán)境溫度,、窗口,、顯示和輸出、保護附件等;
(3)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生一定的影響。
隨著技術和不斷發(fā)展,，紅外測溫儀*設計和新進展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,，擴大了選擇余地。其他選擇方面,，如使用方便,、維修和校準性能以及價格等。在選擇測溫儀型號時應首先確定測量要求,，如被測目標溫度,，被測目標大小，測量距離,，被測目標材料,，目標所處環(huán)境，響應速度,，測量精度,，用便攜式還是在線式等等;在現(xiàn)有各種型號的測溫儀對比中，選出能夠滿足上述要求的儀器型號;在諸多能夠滿足上述要求的型號中選擇出在性能,、功能和價格方面的*搭配,。
1、確定測溫范圍
確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個性能指標,。有些測溫儀產品量程可達到為-50℃- +3000℃,，但這不能由一種型號的紅外測溫儀來完成。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,。一般來說，測溫范圍越窄,，監(jiān)控溫度的輸出信號分辨率越高,，精度可靠性容易解決。測溫范圍過寬,，會降低測溫精度,。例如,，如果被測目標溫度為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很多，如3iLR3,，3i2M,，3i1M。如果測量精度是主要的,，選用2M或1M型號的,，因為如果選用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℃的目標外,，還要照顧低溫目標，那只好選擇3iLR3,。
.2,、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,。對于比色測溫儀,，不充滿視場，測量通路上存在煙霧,、塵埃,、阻擋，對輻射能量有衰減時,，都不對測量結果產生重大影響,。對于細小而又處于運動或震動之中的目標，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,。
對于某些測溫儀,，其溫度是由兩個獨立的波長帶內輻射能量的比值來確定的。因此當被測目標很小,，沒有充滿現(xiàn)場,，測量通路上存在煙霧、塵埃,、阻擋對輻射能量有衰減時,，都不會對測量結果產生影響。甚至在能量衰減了95%的情況下,，仍能保證要求的測溫精度,。對于目標細小，又處于運動或振動之中的目標;有時在視場內運動,，或可能部分移出視場的目標,，在此條件下，使用雙色測溫儀是*選擇,。如果測溫儀和目標之間不可能直接瞄準,，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。
.3,、確定距離系數(shù)(光學分辨率)
距離系數(shù)由D：S之比確定,，即測溫儀探頭到目標之間的距離D與被測目標直徑之比。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。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)),。如果測溫儀遠離目標，而目標又小，就應選擇高距離系數(shù)的測溫儀,。對于固定焦距的測溫儀,，在光學系統(tǒng)焦點處為光斑zui小位置，近于和遠于焦點位置光斑都會增大,。存在兩個距離系數(shù),。因此，為了能在接近和遠離焦點的距離上準確測溫,，被測目標尺寸應大于焦點處光斑尺寸,，變焦測溫儀有一個zui小焦點位置，可根據(jù)到目標的距離進行調節(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
目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應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*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,。如測量玻璃內部溫度選用1.0μm,，2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚，否則會透過)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zui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,。有些紅外測溫儀響應時間可達1ms,，比接觸式測溫方法快得多,。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,。然而,，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。確定響應時間,，主要根據(jù)目標的運動速度和目標的溫度變化速度,。對于靜止的目標或目標參在熱慣性，或現(xiàn)有控制設備的速度受到限制,，測溫儀的響應時間就可以放寬要求了,。
.6、信號處理功能
鑒于離散過程(如零件生產)和連續(xù)過程不同,，所以要求紅外測溫儀具有多信號處理功能(如峰值保持,、谷值保持、平均值)可供選用,，如測溫傳送帶上的瓶子時,，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內,。否則測溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值,。若用峰值保持，設置測溫儀響應時間稍長于瓶子之間的時間間隔,，這樣至少有一個瓶子總是處于測量之中,。
7、環(huán)境條件考慮
測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結果有很大影響,，應予考慮并適當解決,，否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當環(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,，煙霧,、灰塵或其他顆粒降低測量能量信信號時，光纖雙色測溫儀是*選擇,。比色測溫儀是*選擇,。在噪聲、電磁場,、震動和難以接近的環(huán)境條件下,，或其他惡劣條件時，宜選擇光線比色測溫儀,。
在密封的或危險的材料應用中(如容器或真空箱),，測溫儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強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,。如操作員需要通過窗口目標，應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,，如應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,，如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
當測溫儀工作環(huán)境中存在易燃氣體時,，可選用本征安全型紅外測溫儀,，從而在一定濃度的易燃氣體環(huán)境中進行安全測量和監(jiān)視。
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?？蛇x擇與現(xiàn)行控制設備相匹配的信號輸出形式,。
8,、紅外輻射測溫儀的標定
紅外測溫儀必須經過標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。一般的紅外測溫的校準周期是一年,，建議選用腔形,，發(fā)射率達到0.995的黑體爐，才能準確的校準紅外測溫儀,。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。