一、為何采用紅外測溫儀?
紅外測溫儀采用紅外技術(shù)可快速方便地測量物體的表面溫度。不需要機械的接觸被測物體而快速測得溫度讀數(shù)。只需瞄準(zhǔn),按動觸發(fā)器,在LCD顯示屏上讀出溫度數(shù)據(jù)。
紅外測溫儀重量輕、體積小、使用方便,并能可靠地測量熱的、危險的或難以接觸的物體,而不會污染或損壞被測物體。紅外測溫儀每秒可測若干個讀數(shù),而接觸測溫儀每秒測量就需要若干分鐘的時間。
二、紅外測溫儀如何工作?
紅外測溫儀接收多種物體自身發(fā)射出的不可見紅外能量,紅外輻射是電磁頻譜的一部分,它包括無線電波、微波、可見光、紫外、R射線和X射線。紅外位于可見光和無線電波之間,紅外波長常用微米表示,波長范圍為0.7微米-1000微米,實際上,0.7微米-14微米波帶用于紅外測溫儀。
三、如何確保紅外測溫儀測溫精度?
紅外技術(shù)及其原理的無異議的理解為其精確的測溫。當(dāng)由紅外測溫儀測溫時,被測物體發(fā)射出的紅外能量,通過紅外測溫儀的光學(xué)系統(tǒng)在探測器上轉(zhuǎn)換為電信號,該信號的溫度讀數(shù)顯示出來。
有幾個決定精確測溫的重要因素,重要的因素是發(fā)射率、視場、到光斑的距離和光斑的位置。
發(fā)射率,所有物體會反射、透過和發(fā)射能量,只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。當(dāng)紅外測溫儀測量表面溫度時,儀器能接收到所有這三種能量。因此,所有紅外測溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測量誤差通常由其它光源反射的紅外能量引起的。有些紅外測溫儀可改變發(fā)射率,多種材料的發(fā)射率值可從出版的發(fā)射率表中找到。其它儀器為固定的予置為0.95的發(fā)射率。該發(fā)射率值是對于多數(shù)有機材料、油漆或氧化表面的表面溫度,就要用一種膠帶或平光黑漆涂于被測表面加以補償。使膠帶或漆達(dá)到與基底材料相同溫度時,測量膠帶或漆表面的溫度,即為其真實溫度。
距離與光斑之比,紅外測溫儀的光學(xué)系統(tǒng)從圓形測量光斑收集能量并聚焦在探測器上,光學(xué)分辨率定義為紅外測溫儀到物體的距離與被測光斑尺寸之比(D:S)。比值越大,紅外測溫儀的分辨率越好,且被測光斑尺寸也就越小。激光瞄準(zhǔn),只有用以幫助瞄準(zhǔn)在測量點上。紅外光學(xué)的較新改進(jìn)是增加了近焦特性,可對小目標(biāo)區(qū)域提供精確測量,還可防止背景溫度的影響。
視場,確保目標(biāo)大于紅外測溫儀測量時的光斑尺寸,目標(biāo)越小,就應(yīng)離它越近。當(dāng)精度特別重要時,要確保目標(biāo)至少2倍于光斑尺寸。
目前市場上紅外測溫儀產(chǎn)品很多,讓我們有點眼花繚亂。那么如何正確選購紅外測溫儀呢?應(yīng)從以下幾個方面入手:首先需要確定測量目標(biāo)要求,考慮被測目標(biāo)溫度和大小、測量距離、被測目標(biāo)的材料、目標(biāo)所處環(huán)境;其次要考慮儀器的響應(yīng)速度、測量精度、是在現(xiàn)場使用還是在線監(jiān)測等;然后再選擇紅外測溫儀的性能、功能和價格等,成為較佳搭配;最后也適當(dāng)考慮使用方便性、品牌、維修和校準(zhǔn)等質(zhì)量保證與服務(wù)問題。具體分析如下:
1.了解測量溫度范圍測溫范圍是紅外測溫儀重要的一個性能指標(biāo),每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍,建議您按照測量的需求,選擇適當(dāng)范圍的紅外測溫儀。被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬,測溫范圍過寬,會降低測溫精度,溫度過高價格也貴,經(jīng)濟(jì)上有點不劃算;溫度過低不能滿足要求。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變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量變化,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。
2.了解測量精度和最小分辨率測量精度和是兩個不同的概念,容易弄混。測量精度是保證測量是否準(zhǔn)確的唯一指標(biāo),也是確定紅外測溫儀性能好壞的關(guān)鍵指標(biāo)。分辨率是測量某一具體溫度時的最小量度。
3.了解發(fā)射率根據(jù)客戶的使用反饋信息,當(dāng)使用紅外測溫儀時,經(jīng)常會出現(xiàn)測量偏差,其中有50%的情況,發(fā)射率是導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的禍?zhǔn)?。由于紅外測溫儀適用于各種場合,被測物體表面的材料材質(zhì)及顏色不同(尤其是HVAC系統(tǒng)中各種管道),其對外發(fā)射紅外能量的能力就不一樣。通過發(fā)射率調(diào)節(jié),可減少由于材料而產(chǎn)生的測量誤差。所以儀器是否具備這一功能至關(guān)重要。
4.了解目標(biāo)尺寸即光點尺寸(spot size),就是測溫儀測量點的面積。您距離目標(biāo)越遠(yuǎn),光點尺寸就越大。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(jìn)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(jìn)入測溫儀干擾測溫讀數(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,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,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,都不會對測量結(jié)果產(chǎn)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。對于細(xì)小而又處于運動或震動之中的目標(biāo),比色測溫儀是較佳選擇,因為光線直徑小、有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。
5.了解距離系數(shù)比(D:S)即光學(xué)分辨率,指紅外測溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如在遠(yuǎn)離測量直徑小的目標(biāo)時,應(yīng)選擇高比率的紅外測溫儀。而距離系數(shù)比越高,紅外測溫儀的成本也越高。為了獲得精確的溫度讀數(shù),測溫儀與測試目標(biāo)之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi)。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。對于固定焦距的測溫儀,在光學(xué)系統(tǒng)焦點處為光斑最小位置,近于和遠(yuǎn)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(yuǎn)離焦點的距離上準(zhǔn)確測溫,被測目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點處光斑尺寸,變焦測溫儀有一個最小焦點位置,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。
6.了解波長范圍目標(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),測量金屬材料的較佳波長是近紅外,可選用0.8~1.0μm。其它溫區(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1μm、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5μm;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。
7.了解響應(yīng)時間響應(yīng)時間為紅外測溫儀到達(dá)最后讀數(shù)的95%能量所需要的時間,表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,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)。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。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(dá)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,響應(yīng)時間就可以放寬要求了。
8.了解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、最小值保持、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處于測量中。
9.了解環(huán)境條件測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決,否則會影響測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)測溫儀,實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時,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、震動或難以接近環(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量能量信號時,光線比色測溫儀是較佳選擇。
紅外測溫儀是一種采用紅外探測技術(shù)而研制的專業(yè)手持式非接觸紅外線測溫儀,使用簡易、設(shè)計堅實、結(jié)構(gòu)緊湊、測量準(zhǔn)確度高、防干擾等特點;
并易于使用,只要進(jìn)行瞄準(zhǔn)、按鍵,在一秒鐘的時間內(nèi)即可將被測物體的表面溫度讀出。同時具備測物等多種功能,可在各領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。
紅外測溫儀三大原則:
1、要求原則:首先要將測量要求和所要解決的問題弄清,如:被測目標(biāo)大小,測量距離,被測目標(biāo)材料,目標(biāo)所處環(huán)境,響應(yīng)速度要求,精度要求等。
2、對比原則:將測量要求和所要解決的問題與現(xiàn)有各種測溫儀進(jìn)行對比,選擇出能夠滿足上述要求的儀器。
3、搭配原則:在諸多能夠滿足要求的各種型號中,選擇出性能、功能和價格方面的搭配。
紅外測溫儀歷史記錄保存與查看
歷史數(shù)據(jù)保存方法
a、在測量結(jié)束鎖定保持值后;
b、若對此次的測量值需保存時,按+鍵保存;
c、依此方式,可以保存32次記錄。
歷史數(shù)據(jù)查看方法
a、按MEM鍵,LCD顯示“”(H部位);
b、在LCD的A部位、B部位、C部位顯示各種模式狀態(tài)下的歷史測量值;
c、按-或+鍵可翻頁依次查看其它記錄。在翻頁過程中,LCD的B部位顯示歷史記錄總數(shù)、A部位顯示當(dāng)前歷史記錄的排序號;
d、若要退出歷史查看,按MEM鍵,LCD“”圖標(biāo)消失。
提示:若顯示-no-,則表示沒有歷史記錄。