紅外線測(cè)溫儀廠家淺談如何正確選擇紅外線測(cè)溫儀

    隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,，紅外線測(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。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,。其他選擇方面，如使用方便,、維修和校準(zhǔn)性能等,。
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zui重要的一個(gè)性能指標(biāo),。每種型號(hào)的測(cè)溫儀都有自己特定的測(cè)溫范圍,。如 Raytek （雷泰）產(chǎn)品覆蓋范圍為 -50 ℃ - +3000 ℃ ，但這不能由一種型號(hào)的紅外線測(cè)溫儀來(lái)完成,。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(guò)窄,，也不要過(guò)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(guò)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(lái)說(shuō),，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(guò)寬,，會(huì)降低測(cè)溫精度,。例如,，如果被測(cè)目標(biāo)溫度為 1000 攝氏度，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 攝氏度的目標(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 
為了獲得的溫度讀數(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,。
紅外線測(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(guò)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,，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(lái)確定的。因此當(dāng)被測(cè)目標(biāo)很小,，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,，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。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。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。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(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)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(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(guò)）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(guò) 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)間定義為到達(dá)zui后讀數(shù)的 95% 能量所需要的時(shí)間，表示紅外線測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度,，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)。紅外線測(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,。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)紅外線測(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)的紅外線測(cè)溫儀,。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過(guò)程存在熱慣性時(shí)，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(guò)程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過(guò)程不同，所以要求紅外線測(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。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(guò)窗口進(jìn)行觀測(cè),。材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過(guò)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(guò)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(jiàn)光,，人眼不能通過(guò)窗口觀察目標(biāo),。
    如操作員需要通過(guò)窗口目標(biāo)，應(yīng)采用既透紅外輻射又透過(guò)可見(jiàn)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)，可選用本征安全型紅外線測(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(kāi)的系統(tǒng),，以便于安裝和配置。