隨著技術和不斷發(fā)展,紅外線測溫儀zui佳設計和新進展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,擴大了選擇余地。
在選擇測溫儀型號時應首先確定測量要求,如被測目標溫度,被測目標大小,測量距離;
被測目標材料,目標所處環(huán)境,響應速度,測量精度,用便攜式還是在線式等等;
在現有各種型號的測溫儀對比中,選出能夠滿足上述要求的儀器型號;
在諸多能夠滿足上述要求的型號中選擇出在性能、功能和價格方面的zui佳搭配。
其他選擇方面,如使用方便、維修和校準性能等。
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。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。
如Raytek產品覆蓋范圍為-50℃-+3000℃,但這不能由一種型號的紅外線測溫儀來完成。
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,如果被測目標溫度為1000攝氏度,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,zui好選用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攝氏度的目標外,還要照顧低溫目標,那只好選擇3iLR3。
2、確定目標尺寸
為了獲得jingque的溫度讀數,測溫儀與測試目標之間的距離必須在合適的范圍之內,所謂“光點尺寸”(spotsize)就是測溫儀測量點的面積。
您距離目標越遠,光點尺寸就越大。
紅外線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,在進行測溫時,被測目標面積應充滿測溫儀視場。
建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。
如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數,造成誤差。
相反,如果目標大于測溫儀的視場,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,都不會對測量結果產生影響。
甚至在能量衰減了95%的情況下,仍能保證要求的測溫精度。
對于細小而又處于運動或震動之中的目標,比色測溫儀是zui佳選擇。
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;
因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標。
3、確定距離系數(光學分辨率)
距離系數由D:S之比確定,即測溫儀探頭到目標之間的距離D與被測目標直徑之比。
光學分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。
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,就應選擇高光學分辨率的測溫儀。
對于固定焦距的測溫儀,在光學系統(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。
因此,為了能在接近和遠離焦點的距離上準確測溫,被測目標尺寸應大于焦點處光斑尺寸,變焦測溫儀有一個zui小焦點位置,可根據到目標的距離進行調節(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D:S很難做大,這就要增加儀器成本。
4、確定波長范圍
目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應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zui佳波長是近紅外,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,對這種材料應選擇特殊的波長。
如測量玻璃內部溫度選用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、確定響應時間
響應時間定義為到達zui后讀數的95%能量所需要的時間,表示紅外線測溫儀對被測溫度變化的反應速度;
它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數有關。
紅外線測溫儀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線測溫儀,否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。
然而,并不是所有應用都要求快速響應的紅外線測溫儀。
對于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。
紅外測溫儀
6、信號處理功能
鑒于離散過程(如零件生產)和連續(xù)過程不同,所以要求紅外線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。
否則測溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。
若用峰值保持,設置測溫儀響應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。
7、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,應予考慮并適當解決,否則會影響測溫精度甚至引起損壞。
當環(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)境影響并保護測溫儀,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(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信號時,光纖雙色測溫儀是zui佳選擇。
在噪聲、電磁場、震動和難以接近的環(huán)境條件下,或其他惡劣條件時,宜選擇光線比色測溫儀。
在密封的或危險的材料應用中(如容器或真空箱),測溫儀通過窗口進行觀測。
材料必須有足夠的強度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍。
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等作為窗口材料。
當測溫儀工作環(huán)境中存在yiranqiti時,可選用本征安全型紅外線測溫儀,從而在一定濃度的yiranqiti環(huán)境中進行安全測量和jianshi。
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的系統(tǒng),以便于安裝和配置。
為了測溫,將儀器對準要測的物體,按觸發(fā)器在儀器的LCD上讀出溫度數據,保證安排好距離和光斑尺寸之比和視場。
用紅外測溫儀時有幾件重要的事要記?。?/p>
1、只測量表面溫度,紅外測溫儀不能測量內部溫度。
?。?、不能透過玻璃進行測溫,玻璃有很特殊的反射和透過特性,不允許*紅外溫度讀數。
但可通過紅外窗口測溫。紅外測溫儀zui好不用于光亮的或拋光的金屬表面的測溫(不銹鋼、鋁等)。
?。?、定位熱點,要發(fā)現熱點,儀器瞄準目標,然后在目標上作上下掃描運動,直至確定熱點。
?。础⒆⒁猸h(huán)境條件:蒸汽、塵土、煙霧等。它阻擋儀器的光學系統(tǒng)而影響*測溫。
?。怠h(huán)境溫度,如果測溫儀突然暴露在環(huán)境溫差為20度或更高的情況下,允許儀器在20分鐘內調節(jié)到新的環(huán)境溫度。
任何一個無法接觸到的區(qū)域如果需要溫度測量的話,紅外測溫儀可以測量表面溫度可以實現非接觸式測量,紅外測溫儀可測量的溫度范圍也比較大。紅外測溫技術已發(fā)展到可對有熱變化表面進行掃描測溫,確定其溫度分布圖像,迅速檢測出隱藏的溫差。由于紅外測量的本質決定了紅外更多的被應用于工業(yè)領域。紅外溫度計被普遍的用在鋼鐵,玻璃和塑料工業(yè)。他們也被廣泛的應用于預防設施中。
一、在鋼鐵工業(yè)
鋼鐵工業(yè)使用溫度計是因為產品都是處于運動狀態(tài),溫度都非常高。普通的鋼鐵工業(yè)應用是溫度是一個持續(xù)的狀態(tài)熔化的鋼鐵開始轉變成塊。用同一的溫度重新加熱鋼鐵是防止它變形的關鍵,紅外溫度計被用來測量回熱器的內部溫度。在高溫旋轉軋碾機中,紅外溫度計被用來確認產品的溫度是在旋轉限度內。在冷卻軋碾機,紅外溫度計在鋼鐵冷卻的過程中來監(jiān)控鋼鐵的溫度。
二、紅外測溫儀在玻璃工業(yè)
在玻璃工業(yè)中,要被加熱到很高的溫度。紅外溫度計用來監(jiān)測熔爐中的溫度。手持式的傳感器通過測量外部來探測高溫點。測量溶化玻璃的溫度來決定適當的熔爐口的溫度。在扁平的玻璃品中,傳感器在每個加工階段都要檢測溫度。錯誤的溫度或過快的溫度變化會造成不平的膨脹或收縮。對于瓶子和容器產品來說,熔化的玻璃會流向保持在同一溫度的前爐。紅外溫度計被用來探測前爐的玻璃的溫度。所以它在出口的地方應該是適當的狀態(tài)。在玻璃纖維制品,紅外傳感器被用來在加工爐中探測前爐的玻璃的溫度。紅外傳感器在玻璃工業(yè)中另外一個用途是用于擋風玻璃制品工藝中。
三、在塑料工業(yè)
在塑料工業(yè)中,紅外溫度計被用來避免產品被玷污,測量動態(tài)物體和測量高溫塑料。在吹制的薄膜噴出的過程中,溫度測量來調整適應加熱和冷卻可以幫助保持塑料的張力的完整和它的厚度。在拋制的薄膜噴出的過程中,傳感器幫助控制溫度來保證產品的厚度和同一。在薄片壓出時,傳感器可以讓操作員來調整熄滅的加熱器和冷卷來保證產品的質量。
四、化學工業(yè)
在石化行業(yè)中,煉廠在常規(guī)的預防維護程序中采用溫度顯示系統(tǒng)。這些程序包括熔爐工藝的監(jiān)控及熱電偶示數的確認。在熔爐工藝檢測中,紅外顯示器被用來檢測受熱面管集結碳的比例。這種被稱之為焦化的集結,會導致熔爐的更高的點火率,也會使管子溫度升高。這種高溫工況會降低管子的壽命。因為這種結焦會妨礙產品均勻的吸收管子的熱量。當使用紅外測溫儀的時候我們會發(fā)現結交區(qū)域的管表面溫度往往會比其他區(qū)域的管子表面溫度高。
五、預防性的維護
用便攜式的熱量顯示系統(tǒng),維護人員可以找出潛在的或已存在的問題。例如:發(fā)動機線圈繞組過熱,變壓器上的塞緊的冷卻鰭片,電容接觸不良,熱量在壓縮機的汽缸蓋集結。任何問題出現都伴隨著溫度升高,或者溫度曲線與周圍溫度截然不,這樣可以用便攜式的熱量顯示系統(tǒng)進行定位。大多數情況下,在要求停止工藝流程前,可以及時發(fā)現問題,并進行及時校正。