紅外測溫儀工作原理

- 紅外測溫儀由光學(xué)系統，光電探測器，信號放大器及信號處理.顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統匯聚其視場(chǎng)內的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變?yōu)橄鄳�的電信號，該信號再�?jīng)換算轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

使用紅外測溫儀的益處

- 便捷!紅外測溫儀可快速提供溫度測量，在用熱偶讀取一個(gè)滲漏連接點(diǎn)的時(shí)間內，用紅外測溫儀幾乎可以讀取所有連接點(diǎn)的溫度。另外由于紅外測溫儀堅實(shí).輕巧.（都輕于10盎司），且不用時(shí)易于放在皮套中。所以當你在工廠(chǎng)巡視和日常檢驗工作時(shí)都可攜帶。

-精確! 紅外測溫儀的另一個(gè)先進(jìn)之處是精確，通常精度都是1度以?xún)�。這種性能在你做預防性維護時(shí)特別重要，如監視惡劣生產(chǎn)條件和將導致設備損壞或停機的特別事件時(shí)。因為大多數的設備和工廠(chǎng)運轉365天，停機等同于減少收入，要防止這樣的損失，通過(guò)掃描所有現場(chǎng)電子設備-斷路器.變壓器.保險絲.開(kāi)關(guān).總線(xiàn)和配電盤(pán)以查找熱點(diǎn)。用紅外測溫儀，你甚至可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時(shí)就可將問(wèn)題解決，減少因設備故障造成的開(kāi)支和維修的范圍。

安全! 安全是使用紅外測溫儀最重要的益處。不同于接觸測溫儀，紅外測溫儀能夠安全地讀取難以接近的或不可到達的目標溫度 ，你可以在儀器允許的范圍內讀取目標溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區域進(jìn)行，像蒸汽閥門(mén)或加熱爐附近，他們不需在冒接觸測溫時(shí)一不留神就燒傷手指的風(fēng)險。高于頭頂25英尺的供/回風(fēng)口溫度的精確測量就象在手邊測量一樣容易。Raytek紅外測溫儀都有激光瞄準，便于識別目標區域。有了它你的工作變的輕松多了。

紅外測溫儀使用的主要領(lǐng)域在哪里

- 紅外測溫儀已被證實(shí)是檢測和診斷電子設備故障的有效工具�？晒澥〈罅块_(kāi)支，用紅外測溫儀，你可連續診斷電子連接問(wèn)題和通過(guò)查找在DC電池上的輸出濾波器連接處的熱點(diǎn)，以檢測不間斷電源（UPS）的功能狀態(tài)，你可檢驗電池組件和功率配電盤(pán)接線(xiàn)端子，開(kāi)關(guān)齒輪或保險絲連接，防止能源消耗；由于松的連接器和組合會(huì )產(chǎn)生熱，紅外測溫儀有助于識別回路中斷器的絕緣故障.或監視電子壓縮機；日常掃描變壓器的熱點(diǎn)可探測開(kāi)裂的繞組和接線(xiàn)端子。

如何用紅外測溫儀測量溫度

- 下列為Raytek非接觸測溫儀的三種測溫技術(shù)：
點(diǎn)測量：測定物體全部表面溫度，像發(fā)動(dòng)機或其他設備
溫差測量：比較兩個(gè)獨立點(diǎn)的測量溫度，像連接器或斷路器
掃描測量：探測在寬的區域或連續區域目標變化。象制冷管線(xiàn)或配電室。

選擇紅外測溫儀主要考慮

-溫度范圍: Raytek產(chǎn)品的溫度范圍為-50~3000度（分段），每種型號的測溫儀都有其特定的測溫范圍。所選儀器的溫度范圍應與具體應用的溫度范圍相匹配。

-目標尺寸: 測溫時(shí)，被測目標應大于測溫儀的視場(chǎng)，否則測量有誤差。建議被測目標尺寸超過(guò)測溫儀視場(chǎng)的50%為好。

-光學(xué)分辨率（D:S）: 即測溫儀探頭到目標直徑之比。如果測溫儀遠離目標，而目標又小，應選擇高分辨率的測溫儀。

精確測量溫度技巧

- 當測量發(fā)光物體表面溫度時(shí)，如鋁和不銹鋼，表面的反射會(huì )影響紅外測溫儀的讀數。在讀取溫度前，可在金屬表面放一膠條，溫度平衡后，測量膠條區域溫度。
要想紅外測溫儀可從廚房到冷藏區來(lái)回走動(dòng)仍能提供精確的溫度測量，就要在新環(huán)境下經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以達到溫度平衡后再測量。最好將測溫儀放在經(jīng)常使用的場(chǎng)所。
用紅外測溫儀讀取流體食品的內部溫度，像湯或醬，必須攪動(dòng)，然后就可測表面溫度。使測溫儀遠離蒸汽，以避免污染透鏡，導致不正確的讀數。

如何正確選擇紅外測溫儀

紅外測溫技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監測、設備在線(xiàn)故障診斷、安全保護以及節約能源等方面發(fā)揮了正在發(fā)揮著(zhù)重要作用。近二十年來(lái),非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展,性能不斷提高,適用范圍也不斷擴大,市場(chǎng)占有率逐年增長(cháng)。比起接觸式測溫方法,紅外測溫有著(zhù)響應時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　Baytek(雷泰)公司非接觸紅外輻射測溫產(chǎn)品包括便攜式、在線(xiàn)式和掃描式三大系列,并備有各種選配件和相應的計算機軟件,每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中,正確地選擇紅外測溫儀型號對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是十分重要的。這里僅提出如何正確選擇測溫儀型號的思考步驟,供購買(mǎi)者參考。

外測溫儀工作原理

　　了解組外測溫儀的工作原理、技術(shù)指標、環(huán)境工作條件及操作和維修等是為了幫助用戶(hù)正確地選擇和使用紅外測溫儀。

　　一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周?chē)�空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性一輻射能量的大小及其按波長(cháng)的分布一與它的表面溫度有著(zhù)十分密切的關(guān)系。因此,通過(guò)對物體自身輻射的紅外能量的測量,便能準確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據的客觀(guān)基礎。

黑體輻射定律:

　　黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長(cháng)的輻射能量,沒(méi)有能量的反射和透過(guò),其表面的發(fā)射率為1。應該指出,自然界中并不存在真正的黑體,但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規律,在理論研究中必須選擇合適的模型,這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(cháng)表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱(chēng)黑體輻射定律。

物體發(fā)射率對輻射測溫的影響：

　　自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴(lài)于輻射波長(cháng)及物體的溫度之外，還與構成物體的材料種類(lèi)、制備方法、熱過(guò)程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數，即發(fā)射率。該系數表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數值之間。根據輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率,就知道了任何物體的紅外輻射特性。

影響發(fā)射率的主要因素在：

　　材料種類(lèi)、表面粗糙度、理化結構和材料厚度等。

　　當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時(shí)首先要測量出目標在其波段范圍內的紅外輻射量,然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。單色測溫儀與波段內的輻射量成比例:雙色測溫儀與兩個(gè)波段的輻射量之比成比例。

紅外系統:

　　紅外測溫儀由光學(xué)系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統匯聚其視場(chǎng)內的目標紅外輻射能量,視場(chǎng)的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變?yōu)橄鄳�的電信號。該信號�?jīng)過(guò)放大器和信號處理電路,并按照儀器內療的算法和目標發(fā)射率校正后轉變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

選擇紅外測溫儀可分為三個(gè)方面：

　　性能指標方面,如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長(cháng)、測量精度、響應時(shí)間等;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;其他選擇方面,如使用方便、維修和校準性能以及價(jià)格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。隨著(zhù)技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀最佳設計和新進(jìn)展為用戶(hù)提供了各種功能和多用途的儀器,擴大了選擇余地。

確定測溫范圍:

　　測溫范圍是測溫儀最重要的一個(gè)性能指標。如Raytek(雷泰)產(chǎn)品覆蓋范圍為-50℃-+3000℃,但這不能由一種型號的紅外測溫儀來(lái)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(hù)的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全,既不要過(guò)窄,也不要過(guò)寬。根據黑體輻射定律,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,測溫時(shí)應盡量選用短波較好。

確定目標尺寸：

　　紅外測溫儀根據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(jìn)行測溫時(shí),被測目標面積應充滿(mǎn)測溫儀視場(chǎng)。建議被測目標尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場(chǎng),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,造成誤差。相反,如果目標大于測溫儀的視場(chǎng),測溫儀就不會(huì )受到測量區域外面的背景影響。

　　對于Raytek(雷泰)雙色測溫儀,其溫度是由兩個(gè)獨立的波長(cháng)帶內輻射能量的比值來(lái)確定的。因此當被測目標很小,沒(méi)有充滿(mǎn)現場(chǎng),測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時(shí),都不會(huì )對測量結果產(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。對于目標細小,又處于運動(dòng)或振動(dòng)之中的目標;有時(shí)在視場(chǎng)內運動(dòng),或可能部分移出視場(chǎng)的目標,在此條件下,使用雙色測溫儀是最佳選擇。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,雙色光纖測溫儀是最佳選擇。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(chǎng)的目標。

確定光學(xué)分辨率(距離及靈敏)

　　光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S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(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。

確定波長(cháng)范圍：

　　目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長(cháng)。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,測量金屬材料的最佳波長(cháng)是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長(cháng)。其他溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長(cháng)。由于有些材料在一定波長(cháng)是透明的,紅外能量會(huì )穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長(cháng)。如測量玻璃內部溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會(huì )透過(guò))波長(cháng);測量玻璃內部溫度選用5.0μm波長(cháng);測低區區選用8-14μm波長(cháng)為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長(cháng),聚醋類(lèi)選用4.3μm或7.9μm波長(cháng)。厚度超過(guò)0.4mm選用8-14μm波長(cháng);又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長(cháng),測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長(cháng),測量火焰中的N02用4.47μm波長(cháng)。

確定響應時(shí)間:

　　響應時(shí)間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最后讀數的95%能量所需要時(shí)間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時(shí)間常數有關(guān)。bytek(雷泰)新型紅外測溫儀響應時(shí)間可達1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多。如果目標的運動(dòng)速度很快或測量快速加熱的目標時(shí),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(huì )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(guò)程存在熱慣性時(shí),測溫儀的響應時(shí)間就可以放寬要求了。因此,紅外測溫儀響應時(shí)間的選擇要和被測目標的情況相適應。

信號處理功能：

　　測量離散過(guò)程(如零件生產(chǎn))和連續過(guò)程不同,要求紅外測溫儀有信號處理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如測溫傳送帶上的玻璃時(shí),就要用峰值保持,其溫度的輸出信號傳送至控制器內。

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,應加以考慮、并適當解決,否則會(huì )影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過(guò)高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠(chǎng)商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、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(shí)現準確測溫。在確定附件時(shí),應盡可能要求標準化服務(wù),以降低安裝成本。當煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信號，雙色測溫儀是最佳選擇。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,光纖雙色測溫儀是最佳選擇。

　　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(guò)窗口進(jìn)行觀(guān)測。材料必須有足夠的強度并能通過(guò)所用測溫儀的工作波長(cháng)范圍。還要確定操作工是否也需要通過(guò)窗口進(jìn)行觀(guān)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(jiàn)光,人眼不能通過(guò)窗口觀(guān)察目標。如操作員需要通過(guò)窗口目標,應采用既透紅外輻射又透過(guò)可見(jiàn)光的光學(xué)材料,如應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。

操作簡(jiǎn)單，使用方便：

　　紅外測溫儀應該是直觀(guān)的,操作簡(jiǎn)單,易于被操作人員使用,其中便攜式紅外測溫儀是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進(jìn)行測溫的儀器,在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息,有的可通過(guò)遙控或通過(guò)計算機軟件程序操作。

　　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(kāi)的系統,以便于安裝和配置�？蛇x擇與現行控制設備相匹配的信號輸出形式。

紅外輻射測溫儀的標定：

　　紅外測溫儀必須經(jīng)過(guò)標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現測溫超差,則需退回廠(chǎng)家或維修中心重新標定。