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(biāo)紅外輻射能量,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,該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。
工作原理
了解紅外測溫儀的工作原理、技術(shù)指標(biāo)、環(huán)境工作條件及操作和維修等是用戶正確地選擇和使用紅外測溫儀的基礎(chǔ)。
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)匯集其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件以及位置決定。
紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(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按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。
除此之外,還應(yīng)考慮目標(biāo)和測溫儀所在的環(huán)境條件,如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標(biāo)的影響及修正方法。
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(zhǔn)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)。
黑體輻射定律:
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。
應(yīng)該指出,自然界中并不存在真正的黑體,但是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。
物體發(fā)射率對輻射測溫的影響:
自然界中存在的實際物體,幾乎都不是黑體。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)射率的主要因紗在: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(biāo)的溫度時先要測量出目標(biāo)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(biāo)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。
紅外系統(tǒng):
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(biāo)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(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。
紅外測溫儀其實也是一種電磁波,其波長范圍從0.78微米到1000微米。
為了研究上的方便,紅外測溫儀被科學(xué)家劃分為三個波段,近紅外:
波長為0.78微米~3.0微米,中紅外:波長為3.0微米~20微米,遠紅外:波長為20微米~1000微米。
紅外線的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類認識自然的又一次飛躍。
紅外測溫儀使用很方便,更方便的是現(xiàn)在還有了不用接觸實物就可以進行測溫了,大大提升了人們的生產(chǎn)生活效率。
紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中,在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測,設(shè)備在線故障診斷和安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。
近20年來,非接觸紅外人體測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展,性能不斷完善,功能不斷增強,品種不斷增多,適用范圍也不斷擴大。
比起接觸式測溫方法,紅外測溫有著響應(yīng)時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。
非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列,并備有各種選件和計算機軟件,每一系列中又有各種型號及規(guī)格。
在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中,正確選擇紅外測溫儀型號對使用者來說是十分重要的。
紅外測溫儀工作原理
光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件以及位置決定。
紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(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按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。
除此之外,還應(yīng)考慮目標(biāo)和測溫儀所在的環(huán)境條件,如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標(biāo)的影響及修正方法。
一切溫度高于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(zhǔn)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)。
在電子地磅使用中紅外測溫儀的作用是無所不在,因為電阻應(yīng)變式紅外測溫儀本身是一種堅固、耐用、可靠的機電產(chǎn)品;
但為了保證測試精度,但電子地磅在使用中要注意的問題,那么使用紅外測溫儀時應(yīng)該注意哪些事項呢?
下面講述一些紅外測溫儀使用必須注意到的九個方面的問題:
1、紅外測溫儀周圍應(yīng)盡量設(shè)置一些“擋板”,甚至用薄金屬板把測溫儀罩起來。
這樣可防止雜物玷污測溫儀及某些可動部分,而這種“沾污”往往會使可動部分運動不爽,而影響稱量精度。
系統(tǒng)有無運動不爽現(xiàn)象,可以用以下方法判別。
即在秤臺上加或減大約千分之一額定負荷看看電子地磅稱重顯示儀是否有反映,有反映,說明可動部分未受“沾污”。
關(guān)于紅外測溫儀在使用中需注意的問題有哪些
2、所有通向顯示電路或從電路引出的導(dǎo)線,均應(yīng)采用屏蔽電纜。
屏蔽線的聯(lián)接及接地點應(yīng)合理。若未通過機械框架接地,則在外接地,但屏蔽線互相聯(lián)接后未接地,是浮空的。
注意:有3只測溫儀是全并聯(lián)接法,測溫儀本身是4線制,但在接線盒內(nèi)換成6線制接法。
測溫儀輸出信號讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生強烈干擾的設(shè)可”控硅,接觸器等)及有可觀熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中;
若不能保證這一點,則應(yīng)考慮在它們之間設(shè)置障板隔離之,并在箱體內(nèi)安置風(fēng)扇。
用以測量測溫儀輸出信號的電子線路,應(yīng)盡可能配置獨立的供電變壓器,而不要和接觸器等設(shè)備共用同一主電源。
3、紅外測溫儀應(yīng)采用鉸合銅線(截面積約50mm2)形成電氣旁路,以保護它們免受電焊電流或雷擊造成的危害。
測溫儀使用中,必須避免強烈的熱輻射,尤其是單側(cè)的強烈熱輻射。
4、電氣連接方面?zhèn)?如測溫儀的信號電纜,不和強電電源線或控制線并行布置(例如不要把測溫儀信號線和強電電源線及控制線置于同一管道內(nèi))。
若它們必須并行放置,那么,它們之間的距離應(yīng)保持在50CM以上,并把信號線用金屬管套起來。
關(guān)于紅外測溫儀在使用中需注意的問題有哪些
5、盡量采用有自動定位(復(fù)位)作用的結(jié)構(gòu)配件,如球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等。
他們可以防止某些橫向力作用在測溫儀上。
要說明的是:有些橫向力并不是機械安裝引起的,如熱膨脹引起的橫向力,風(fēng)力引起的橫向力,及某些容器類衡器上的攪拌器的振動引起的橫向力即不是機械安裝引起的。
某些衡器上有些必須接到秤體上的附件(如容器秤的輸料管道等),我們應(yīng)讓他們在測溫儀加載主軸的方向上盡量柔軟一些,以防止他們“吃掉”測溫儀的真實負荷合而引起誤差。
6、要輕拿輕放尤其是由合金鋁制作彈性體的小容量測溫儀,任何沖擊、跌落,對其計量性能均可能造成極大損害。
對于大容量的紅外測溫儀,一般來說,它具有較大的自重,故而要求在搬運、安裝時,盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備(如手拉葫蘆、電動葫蘆等)。
安裝測溫儀的底座安裝面應(yīng)平整、清潔,無任何油膜,膠膜等存在。安裝底座本身應(yīng)有足夠的強度和剛性,一般要求高于測溫儀本身的強度和剛度。
7、紅外測溫儀雖然有一定的過載能力,但在稱重系統(tǒng)安裝過程中,仍應(yīng)防止測溫儀的超載。要注意的是,即使是短時間的超載,也可能會造成測溫儀損壞。
在安裝過程中,若確有必要,可先用一個和測溫儀等高度的墊塊代替測溫儀,到,再把測溫儀換上。
在正常工作時,測溫儀一般均應(yīng)設(shè)置過載保護的機械結(jié)構(gòu)件。
若用螺桿固定測溫儀,要求有一定的緊固力矩,而且螺桿應(yīng)有一定的旋入螺紋深度。一般而言,固定螺桿因采用高強度螺桿。
8、不管在何種情況下,電源線和控制線均應(yīng)絞合起來,合程度50轉(zhuǎn)/米,若測溫儀信號線需要延長,則應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒。
若不用此種接線盒,而采用電纜與電纜直接對接(錫焊端頭),則應(yīng)對密封防潮特別予以注意,接好后應(yīng)檢驗絕緣電阻,且需達到標(biāo)準(zhǔn)(2000~5000M),必要時,應(yīng)重新標(biāo)定測溫儀。
若信號電纜線很長,又要保證很高的測量精度,應(yīng)考慮采用帶有中繼放大器的電纜補償電路。
9、水平調(diào)整
水平調(diào)整有兩個方面的內(nèi)容。
一是單只測溫儀安裝底座的安裝平面要用水平儀調(diào)整水平,另一方面是指多個測溫儀的安裝底座的安裝面要盡量調(diào)整到一個水平面上(用水準(zhǔn)儀);
尤其是測溫儀數(shù)多于三個的稱重系統(tǒng)中,更應(yīng)注意這一點,這樣做的主要目的是為了使各測溫儀所承受的負荷基本一致。
每種電子地磅紅外測溫儀的加載方向都是確定的,而我們使用時,一定要在此方向上加載負荷。
橫向力、附加的彎矩、扭矩力應(yīng)盡量避免。