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紅外線測溫儀如何選用?紅外線測溫儀的選用方法

來源:深圳市歐亞精密儀器有限公司   2015年08月20日 09:15  

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(biāo),。有些測溫儀產(chǎn)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(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(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(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(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(biāo)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(jié)果產(chǎn)生重大影響,。對于細小而又處于運動或震動之中的目標(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,。

對于某些測溫儀,其溫度是由兩個獨立的波長帶內(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,、阻擋對輻射能量有衰減時,都不會對測量結(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。對于目標(biāo)細小,,又處于運動或振動之中的目標(biāo);有時在視場內(nèi)運動,,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,,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)。

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,。對于固定焦距的測溫儀,,在光學(xué)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(biāo)尺寸應(yīng)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(biāo)的距離進行調(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(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)時間

響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)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(guān),。有些紅外測溫儀響應(yīng)時間可達1ms,比接觸式測溫方法快得多,。如果目標(biāo)的運動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時,,要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀,否則達不到足夠的信號響應(yīng),,會降低測量精度,。然而,并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測溫儀,。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時,,測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,,紅外測溫儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng),。確定響應(yīng)時間,主要根據(jù)目標(biāo)的運動速度和目標(biāo)的溫度變化速度,。對于靜止的目標(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(chǎn))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(nèi),。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(shè)置測溫儀響應(yīng)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。

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