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。
如相關(guān)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(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。
紅外測溫儀
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(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。
紅外測溫儀的技術(shù)是一種被動紅外夜視技術(shù),原理是基于自然界中一切溫度高于零度(-273℃)的物體,每時每刻都在輻射出紅外線;
同時這種紅外線輻射都載有物體的熱特征信息,這就為利用紅外技術(shù)判別各種被測目標的溫度高低和熱分布場提供了客觀的基礎(chǔ)。
利用這一特性,通過光電紅外探測器將物體發(fā)熱部位輻射的功率信號轉(zhuǎn)換成電信號后,成像裝置就可以一一對應(yīng)地模擬出物體表面溫度的空間分布;
zui后經(jīng)系統(tǒng)處理,形成熱圖像視頻信號,傳至顯示屏幕上,就得到與物體表面熱分布相對應(yīng)的熱像圖。
其它科研:考古與文物保護、空間試驗、空氣動力學、激光及光纖研究、碰撞試驗、火山研究、溫室效應(yīng)、沙塵暴、采礦等。
電子與電氣:微電子、芯片、電子元器件、強電設(shè)備等。動物與植物:藥性及藥效試驗、新品種培育、動物習性、生長環(huán)境、激光脫毛、微生物體、醫(yī)學研究等。
紅外測溫儀的應(yīng)用范圍極其廣泛,并且隨著紅外技術(shù)的不斷發(fā)展及普及,新的應(yīng)用被不斷開發(fā),目前主要有一下幾個應(yīng)用大類。
折疊科學研究化學與化工:化學反應(yīng)過程監(jiān)測、反應(yīng)設(shè)備監(jiān)測、產(chǎn)品性能測試等。
材料研究:有機材料、無機材料、復合材料、3D打印材料、納米材料、彈性材料等。
紅外測溫儀的主要性能指標有光譜響應(yīng)、響應(yīng)時間、重復性以及發(fā)射率等。固定式紅外測溫儀用于玻璃和陶瓷工業(yè)、造紙和包裝工業(yè)、各類窯爐測溫應(yīng)用以及化工行業(yè)中來測儀器儀表等的溫度,從而檢測儀器儀表的運行狀態(tài),保證一儀器的正常運行。
導致產(chǎn)品損壞的因素:
第一種:潮濕因素
紅外測溫儀通常情況,一些濕氣、雨水、露水等等這些都是引起潮濕的因素,由潮氣形成的露水是室外潮濕的主要因素,露水造成的危害比雨水更大,因為它附著在材料上的時間更長,引起更為嚴重的潮濕吸收。如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層,將未老化的里層暴露于太陽光下,從而產(chǎn)生進一步老化。 在紅外測溫儀模擬試驗中,潮濕環(huán)境引起復合材料的破壞機理已研究較為清楚。現(xiàn)以水分向碳纖維環(huán)氧樹脂層合板的擴散為例,說明潮濕大氣環(huán)境對復合材料的老化機理。
第二種:光照因素
紅外測溫儀不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)構(gòu)成對光照的強度也有所不同。比如說,那些經(jīng)久耐用的材料,例如塑料、涂料等等,這些產(chǎn)品材料遇見光,不會產(chǎn)生嚴重的老化現(xiàn)象。所以要分析產(chǎn)品設(shè)備的材料構(gòu)成是什么。
第三種:高溫因素
當環(huán)境因為高溫而使周圍溫度升高時,那么會讓光的強度以及破壞程度增加。溫度與光沒有直接的化學反應(yīng),但是之間卻又微妙的聯(lián)系。所以在 測試可程式紅外測溫儀產(chǎn)品時候,要把握好精確的溫度使用范圍。
這三種因素對于產(chǎn)品設(shè)備的影響是至關(guān)重要的,任何其中一個,都可以很快的縮短測溫儀的使用壽命的時間。