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    红外辐射测温原理及技术

    红外测温仪可捕捉从所有物体辐射出的红外能量。一切温度高于绝对零度的物体都在以电磁波的形式向外辐射能量,其辐射能包括各种波长,包括可见光(0.4um-0.76um)、近红外辐射(0.76um-1.5um)、中红外辐射(1.5um-10um)、远红外辐射(10um-1000um),其中常用于检测温度的热辐射波长范围为0.7 um-14um。

红外测温仪组成
     红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,聚焦在光电探测器上并转化为响应的电信号,该信号再经信号处理转变为被测目标的温度值。
 
红外常见术语
  1、辐射系数(发射率)
     所有物体均反射、透射和辐射能量,只有辐射的能量表示物体的温度,其中以辐射射率表征该物体的红外辐射特性。红外测温仪测量表面温度时,会传感全部三种能量,而测量温度只需要辐射能量,因而所有测温仪均必须调节辐射系数以便正确测量辐射的能量。
 
  2、坡度(只针对双色测温模式)
     坡度是单色宽带测温模式下的发射率与单色窄带测温模式下发射率的比值,在双色测温模式中计算所测温度时会用到。
 
  3、温度范围
     蔚蓝仕产品的温度范围为300-1600,每种型号的测温仪都有其特定的测温范围,在选购时,应与实际应用温度范围相匹配,选择既不能过宽,也不能过窄,过宽会影响测温精度。
 
  4、视场
     视场由测温仪的光学探头及位置决定,要确保目标大于仪器所测圆点的大小。目标越小,则应离得越近,若要保证精度,则要确保目标至少是测量圆点大小的2倍。
 
  5、目标尺寸
     测温时,被测目标应大于或等于测温仪的视场,否则测量有误差。单色测温情况,建议被测目标尺寸超过测温仪视场大小的50%为好;双色测温情况,目标很小、不充满视场等情况不会对测量结果产生重大影响。
 
  6、距离系数(D:S)
     距离系数为测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径S之比,如果测温仪远离目标,而目标又小,应选择距离系数高的测温仪。距离系数越大,表示在相同测距的情况下,被测目标的尺寸可以更小。
 
  7、信号处理
     鉴于离散过程(如零件生产)和连续过程不同,要求测温仪具有多信号处理功能。蔚蓝仕测温仪具备实测值、峰值保持、谷值保持、平均值可供选用,在零件生产过程中通常选用峰值保持,通过时间的设置保证至少一个待测物体位于视场中。
 
常见问题(FAQs)
  1、红外测温仪能透过玻璃测量温度吗?                                                                    
        玻璃的反射和透射性能不同于其它材料,但如果被测物体的温度超过250℃,红外测温仪是可以透过玻璃窗口进行温度测量的,并且测量的精度不受影响。
                                            
  2、如果确定发射率?
       为了更好地应用于工业生产,蔚蓝仕红外测温仪均可调整仪器的发射率,各种材料的发射率列表可联系蔚蓝仕010-62319889索要,如果您在列表中没有找到相关参数,可以用下列方法确定,建议采用第1种方法:
  • 利用探针(如RDT)、热偶、或其它合适的方法测量物体温度,得到实际温度后,调整发射率,直到温度读数与实际测得温度相等时,即得到正确的发射率。
  • 如果物体表面的一部分可以涂覆,可将该部分表面用无光碳黑涂黑,这是发射率大概为0.98,将发射率设置为0.98,最后再测量物体上涂黑部分邻近的区域,调整发射率直到温度读数与实际温度相等,这时即得到正确的发射率。
  3、如何保证温度测量的精度?
       使用红外测温仪测量温度时,是从被测物体发出的红外能量通过红外测温仪的光学系统被光电探测器转化为电信号,电信号再经处理分析后得出温度数值,有几种因素决定着测温精度,最重要的是辐射系数(发射率)、距离远近(距离系数)和视场。
 
  4、单色测温与双色测温的原理和应用? 
       单色测温用单个波段的红外能量来确定目标温度,依据红外辐射的强度来测得被测物体的温度(称为辐射温度),单色测温模式下,目标与测温仪之间不应有阻碍物,包括固体、灰尘和水蒸气,单色测温模式下要求目标充满视场,背景的温度可高于目标温度。
       双色测温(也称比色测温)是用两个不同波段的红外能量的比值确定目标温度(称颜色温度)。双色测温方式使得温度测量摆脱了对绝对辐射能量值的依赖,适合测量目标部分被遮挡,或者测量环境存在灰尘、烟雾、水蒸气等,双色测温模式也可用于测量目标没有完全充满视场时的温度,但背景温度必须比目标温度低。
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