技術文章
TECHNICAL ARTICLES1.測量溫度範圍:測溫範圍是紅外測溫儀(yi) zui重要的一個(ge) 性能指標,每種型號的測溫儀(yi) 都有自己特定的測溫範圍,建議您按照測量的需求,選擇適當範圍的紅外測溫儀(yi) 。被測溫度範圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄,也不要過寬,測溫範圍過寬,會(hui) 降低測溫精度,溫度過高價(jia) 格也貴,經濟上有點不劃算;溫度過低不能滿足要求。根據黑體(ti) 輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量變化將超過由發射率誤差所引起的輻射能量變化,因此,測溫時應盡量選用短波較好。一般來說,測溫範圍越窄,監控溫度的輸出信號分辨率越高,精度可靠性容易解決(jue) 。
2、測量精度和zui小分辨率:測量精度和分辨率是兩(liang) 個(ge) 不同的概念,容易弄混。測量精度是保證測量是否準確的*指標,也是確定紅外測溫儀(yi) 性能好壞的關(guan) 鍵指標。分辨率是測量某一具體(ti) 溫度時的zui小量度。
3、發射率:根據客戶的使用反饋信息,當使用紅外測溫儀(yi) 時,經常會(hui) 出現測量偏差,其中有50%的情況,發射率是導致誤差產(chan) 生的禍首。由於(yu) 紅外測溫儀(yi) 適用於(yu) 各種場合,被測物體(ti) 表麵的材料材質及顏色不同(尤其是HVAC係統中各種管道),其對外發射紅外能量的能力就不一樣。通過發射率調節,可減少由於(yu) 材料而產(chan) 生的測量誤差。所以儀(yi) 器是否具備這一功能至關(guan) 重要。
4、目標尺寸:即光點尺寸(spot size),就是測溫儀(yi) 測量點的麵積。您距離目標越遠,光點尺寸就越大。紅外測溫儀(yi) 根據原理可分為(wei) 單色測溫儀(yi) 和雙色測溫儀(yi) (輻射比色測溫儀(yi) )。對於(yu) 單色測溫儀(yi) ,在進行測溫時,被測目標麵積應充滿測溫儀(yi) 視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為(wei) 好。如果目標尺寸小於(yu) 視場,背景輻射能量就會(hui) 進入測溫儀(yi) 幹擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大於(yu) 測溫儀(yi) 的視場,測溫儀(yi) 就不會(hui) 受到測量區域外麵的背景影響。對於(yu) 比色測溫儀(yi) ,其溫度是由兩(liang) 個(ge) 獨立的波長帶內(nei) 輻射能量的比值來確定的。因此當被測目標很小,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,都不會(hui) 對測量結果產(chan) 生影響。甚至在能量衰減了95%情況下,仍能保證要求的測溫精度。對於(yu) 細小而又處於(yu) 運動或震動之中的目標,比色測溫儀(yi) 是*選擇,因為(wei) 光線直徑小、有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳(chuan) 輸光輻射能量,可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標。
5、距離係數比(D:S):即光學分辨率,指紅外測溫儀(yi) 到目標之間的距離D與(yu) 測量光斑直徑S之比。如在遠離測量直徑小的目標時,應選擇高比率的紅外測溫儀(yi) 。而距離係數比越高,紅外測溫儀(yi) 的成本也越高。為(wei) 了獲得的溫度讀數,測溫儀(yi) 與(yu) 測試目標之間的距離必須在合適的範圍之內(nei) 。如果測溫儀(yi) 由於(yu) 環境條件限製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(yi) 。對於(yu) 固定焦距的測溫儀(yi) ,在光學係統焦點處為(wei) 光斑zui小位置,近於(yu) 和遠於(yu) 焦點位置光斑都會(hui) 增大。存在兩(liang) 個(ge) 距離係數。因此,為(wei) 了能在接近和遠離焦點的距離上準確測溫,被測目標尺寸應大於(yu) 焦點處光斑尺寸,變焦測溫儀(yi) 有一個(ge) zui小焦點位置,可根據到目標的距離進行調節。增大D:S,接收的能量就減少,如不增大接收口徑,距離係數D:S很難做大,這就要增加儀(yi) 器成本。
6、波長範圍:目標材料的發射率和表麵特性決(jue) 定測溫儀(yi) 的光譜相應波長,對於(yu) 高反射率合金材料,有低的或變化的發射率。在高溫區,測量金屬材料的*波長是近紅外,可選用0.8~1.0μm。其它溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm。由於(yu) 有些材料在一定波長上是透明的,紅外能量會(hui) 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(nei) 部溫度選用1μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會(hui) 透過)波長;測玻璃表麵溫度選用5μm;測低溫區選用8~14μm為(wei) 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。
7、響應時間:響應時間為(wei) 紅外測溫儀(yi) 到達zui後讀數的95%能量所需要的時間,表示紅外測溫儀(yi) 對被測溫度變化的反應速度,它與(yu) 光電探測器、信號處理電路及顯示係統的時間常數有關(guan) 。紅外測溫儀(yi) 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目標的運動速度和目標的溫度變化速度。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(yi) ,否則達不到足夠的信號響應,會(hui) 降低測量精度。然而,並不是所有應用都要求快速響應的紅外測溫儀(yi) 。對於(yu) 靜止的或目標熱過程存在熱慣性時,響應時間就可以放寬要求了。
8、信號處理功能:鑒於(yu) 離散過程(如零件生產(chan) )和連續過程不同,所以要求紅外測溫儀(yi) 具有多信號處理功能(如峰值保持、zui小值保持、平均值)可供選用,如測溫傳(chuan) 送帶上的瓶子時,就要用峰值保持,其溫度的輸出信號傳(chuan) 送至控製器內(nei) 。否則測溫儀(yi) 讀出瓶子之間的較低溫度值。若用峰值保持,設置測溫儀(yi) 響應時間稍長於(yu) 瓶子之間的時間間隔,這樣至少有一個(ge) 瓶子處於(yu) 測量中。
9、環境條件:測溫儀(yi) 所處的環境條件對測量結果有很大影響,應予考慮並適當解決(jue) ,否則會(hui) 影響測溫精度甚至引起損壞。當環境溫度高,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、空氣冷卻係統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決(jue) 環境影響並保護測溫儀(yi) ,實現準確測溫。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號時,光線比色測溫儀(yi) 是*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(yi) 通過窗口進行觀測;材料必須有足夠的強度並能通過所用測溫儀(yi) 的工作波長範圍;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(wei) 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ZnSe或BaF2等作為(wei) 窗口材料。當測溫儀(yi) 工作環境中存在時,可選用本征安全型紅外測溫儀(yi) ,從(cong) 而在一定濃度的環境中進行安全測量和監視。在環境條件惡劣複雜的情況下,可以選擇測溫頭和顯示器分開的係統,以便於(yu) 安裝和配置。
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