隨著技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外線測溫儀zui佳設(shè)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(yīng)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(yīng)速度,測量精度,用便攜式還是在線式等等;
在現(xiàn)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。如產(chǎn)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(jù)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(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。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(shù),測溫儀與測試目標之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi),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(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,在進行測溫時,被測目標面積應(yīng)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(shù),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(nèi)輻射能量的比值來確定的。
因此當(dāng)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(jié)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(shù)(光學(xué)分辨率)
距離系數(shù)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(xué)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(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(shù)。
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(yīng)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(jù)到目標的距離進行調(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。
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(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(yīng)選擇特殊的波長。
如測量玻璃內(nèi)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(yīng)時間
響應(yīng)時間定義為到達zui后讀數(shù)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(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)。
紅外線測溫儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標的情況相適應(yīng),確定響應(yīng)時間主要根據(jù)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(yīng)紅外線測溫儀,否則達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)的紅外線測溫儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時,響應(yīng)時間就可以放寬要求了。
6、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(nèi)。
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(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(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(xiàn)準確測溫。
在確定附件時,應(yīng)盡可能要求標準化服務(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(yīng)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(yīng)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(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料,如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
當(dāng)測溫儀工作環(huán)境中存在yi ran qi ti時,可選用本征安全型紅外線測溫儀,從而在一定濃度的yi ran qi ti環(huán)境中進行安全測量和jianshi。
在環(huán)境條件惡劣復(fù)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。
1、使用非接觸式紅外測溫儀測量溫度時,將非接觸式紅外測溫儀指向被測物然后按鍵,此時要注意考慮距離和測量區(qū)域大小之間的比率,機上配有激光燈用于瞄準被測物。
2、物距比(D:S)
指測量距離和被測物體表面積的比值,當(dāng)非接觸式紅外測溫儀和被測物體的距離增大時,則要求測溫儀和被測物體的表面積更大。D:S=12:1
3、觀測范圍
一定要確保被測目標要大過本機的測量區(qū)域。被測區(qū)域的最少直徑需在1.5平方厘米以上。
4、反射率
大多數(shù)有機材料及油漆或氧化材料的發(fā)射率為0.95(已設(shè)定在本機中),光滑或打磨的金屬表面可能會導(dǎo)致測量值不準,進行補償時需在其表面罩上帶子或黑色油漆,并等待使之與下面的材料的溫度一樣,然后再進行溫度測量。
5、按下電池開關(guān),正確裝上電池,按動開關(guān)按鈕開機,LCD顯示電池符號,溫度數(shù)值,數(shù)值保留時間約7秒。
6、使用
根據(jù)被測物的大小,選擇適合距離,對準被測物,按下按鈕開關(guān),LCD顯示溫度數(shù)值,讀數(shù)。
紅外測溫儀的測溫原理是將物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號,紅外線輻射能的大小與物體本身的溫度相對應(yīng),根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號大小,可以確定物體的溫度
測溫儀原理:
紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、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(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量,視場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(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路,并按照儀器內(nèi)療的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。
在自然界中,一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布 —— 與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此,通過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(jù)的客觀基礎(chǔ)。
紅外測溫儀原理黑體是一種理想化的輻射體,它吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過,其表面的發(fā)射率為 1。但是,自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體,為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)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(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律,即以波長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,故稱 黑體輻射定律。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外,還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(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際物體,必須引入一個與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù),即發(fā)射率。該系數(shù)表示實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(shù)值之間。根據(jù)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、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。
當(dāng)用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內(nèi)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(nèi)的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。
使用時應(yīng)注意:
定位熱點,要發(fā)現(xiàn)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。
不能透過玻璃進行測溫,玻璃有很特殊的反射和透過特性,不允許精確紅外溫度讀數(shù)。但可通過紅外窗口測溫。紅外測溫儀可以不用于光亮的或拋光的金屬表面的測溫(不銹鋼、鋁等)。
只測量表面溫度,紅外測溫儀不能測量內(nèi)部溫度。
注意環(huán)境條件:蒸汽、塵土、煙霧等。它阻擋儀器的光學(xué)系統(tǒng)而影響精確測溫。
環(huán)境溫度,如果測溫儀突然暴露在環(huán)境溫差為20℃或更高的情況下,允許儀器在20分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)到新的環(huán)境溫度。
1、為了避免損壞紅外測溫儀,請首先使用壓縮空氣清除大的顆粒和灰塵,然后用一塊布擦拭。
2、輕輕使用略微沾濕標明用于清潔鏡頭的非腐蝕性溶液或是溫和的稀釋肥皂溶液(溶液或是溫和的稀釋肥皂溶液(絕對不要使用溶的軟棉布擦拭鏡頭(不要將布浸入液體中)劑)的軟棉布擦拭鏡頭(不要將布浸入液體中)。使用干凈的電腦監(jiān)視器清潔布輕輕擦拭顯示屏。
3、使用干凈的電腦監(jiān)視器清潔布輕輕擦拭顯示屏。
4、使用干凈略濕的布輕輕擦拭測溫儀機身。如有需要,可用水加少量溫和肥皂配成的溶液將布浸濕。
5、當(dāng)使用完成后,請盡快將紅外測溫儀蓋上鏡頭蓋,并放入攜帶箱內(nèi)保存。