遠紅外線測溫儀

遠紅外線測溫儀是採用遠紅外技術來測定溫度的計量儀器，紅外測溫有著回響時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。

基本介紹

• 中文名：遠紅外線測溫儀
• 外文名：Far infrared thermometer

遠紅外線測溫儀的原理

紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。被測物體和反饋源的輻射線經調製器調製後輸入到紅外檢測器。兩信號的差值經反放大器放大並控制反饋源的溫度，使反饋源的光譜輻射亮度和物體的光譜輻射亮度一樣。顯示器指出被測物體的亮度溫度

遠紅外線測溫儀的性能指標

1，確定測溫範圍：測溫範圍是測溫儀最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範圍。因此，用戶的被測溫度範圍一定要考慮準確、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射率誤差所引起的輻射能量的變化。 　2，確定目標尺寸:紅外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）。對於單色測溫儀，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。如果目標尺寸小於視場，背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支幹擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大於測溫儀的視場，測溫儀就不會受到測量區域外面的背景影響。對於雙色測溫儀，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，都不對測量結果產生重大影響。對於細小而又處於運動或震動之中的目標，雙色測溫儀是最佳選擇。這是由於光線直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和摺疊的通道上傳輸光輻射能量。 　3，確定距離係數（光學解析度）：距離係數由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。如果測溫儀由於環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，就應選擇高光學解析度的測溫儀。光學解析度越高，即增大d：s比值，測溫儀的成本也越高。如果測溫儀遠離目標，而目標又小，就應選擇高距離係數的測溫儀。對於固定焦距的測溫儀，在光學系統焦點處為光斑最小位置，近於和遠於焦點位置光斑都會增大。存在兩個距離係數。 　4，確定波長範圍：目標材料的發射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應波長對於高反射率合金材料，有低的或變化的發射率。在高溫區，測量金屬材料的最佳波長是近紅外，可選用0.8～1.0μm。其他溫區可選用1.6μm,2.2μm和3.9μm。由於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。 　5，確定回響時間：回響時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應速度，定義為到達最後讀數的95]能量所需要時間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時間常數有關。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時，要選用快速回響紅外測溫儀，否則達不到足夠的信號回響，會降低測量精度。然而，並不是所有套用都要求快速回響的紅外測溫儀。對於靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，測溫儀的回響時間就可以放寬要求了。 　6，信號處理功能：鑒於離散過程（如零件生產）和連續過程不同，所以要求紅外測溫儀具有多信號處理功能（如峰值保持、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，設定測溫儀回響時間稍長於瓶子之間的時間間隔，這樣至少有一個瓶子總是處於測量之中。 　7，環境條件考慮：測溫儀所處的環境條件對測量結果有很大影響，應予考慮並適當解決，否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當環境溫度高，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、空氣吹掃器等附屬檔案。這些附屬檔案可有效地解決環境影響並保護測溫儀，實現準確測溫。在確定附屬檔案時，應儘可能要求標準化服務，以降低安裝成本。 　8，紅外輻射測溫儀的標定：紅外測溫儀必須經過標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現測溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標定。

影響遠紅外線測溫儀的因素

1、測溫目標大小與測溫距離的關係：在不同距離處，可測的目標的有效直徑d是不同的，因而在測量小目標時要注意目標距離。紅外測溫儀距離係數k的定義為：被測目標的距離l與被測目標的直徑d之比，即k=l/d 　2、選擇被測物質發射率：紅外測溫儀一般都是按黑體（發射率ε=1.00）分度的，而實際上，物質的發射率都小於1.00。因此，在需要測量目標的真實溫度時，須設定發射率值。物質發射率可從《輻射測溫中有關物體發射率的數據》中查得。 　3、強光背景里目標的測量：若被測目標有較亮背景光（特別是受太陽光或強燈直射），則測量的準確性將受到影響，因此可用物遮擋直射目標的強光以消除背景光干擾。 　4、小目標的測量 　⑴應將測溫儀固定在三角架（可選附屬檔案）上 　⑵需要精確調焦，即：用目鏡中小黑點對準目標（目標應充滿小黑點），將鏡頭前後調整，眼睛稍微晃動，如果被測小黑圓點之間沒有相對運動，則調焦就已完成 　5.溫度輸出功能 　（1）數位訊號輸出--rs232、rs485，溫度信號遠傳 　（2）模擬信號輸出--0～5v，1～5v，0～10v，0/4～20毫安，可以加入閉環控制中。 　（3）高報警、低報警─生產過程中要求控制溫度在某個範圍里,可設定高,低報警值。高報警：在高報警設定打開的情況下，當溫度高於高報警值，相應的led燈閃爍，蜂鳴器響，並有ah常開繼電器接通。

遠紅外線測溫儀的特點

1.非接觸測量：它不需要接觸到被測溫度場的內部或表面，因此，不會干擾被測溫度場的狀態，測溫儀本身也不受溫度場的損傷。 　2.測量範圍廣：因其是非接觸測溫，所以測溫儀並不處在較高或較低的溫度場中，而是工作在正常的溫度或測溫儀允許的條件下。一般情況下可測量負幾十度到三千多度。 　3.測溫速度快：即回響時問快。只要接收到目標的紅外輻射即可在短時間內定溫。 　4.準確度高：紅外測溫不會與接觸式測溫一樣破壞物體本身溫度分布，因此測量精度高。 　5.靈敏度高：只要物體溫度有微小變化，輻射能量就有較大改變，易於測出。可進行微小溫度場的溫度測量。 　6.溫度分布測量，以及運動物體或轉動物體的溫度測量。使用安全及使用壽命長。

遠紅外線測溫儀的缺點

（1）必須準確確定被測物體的發射率; 　（2）避免周圍環境高溫物體的影響; 　(3）對於透明材料，環境溫度應低於被測物體溫度; 　(4）測溫儀要垂直對準被測物體表面，在任何情況下，角度都不能超過30℃ 　(5）不能套用於光亮的或拋光的金屬表面的測溫，不能透過玻璃進行測溫; 　(6）正確選擇跟離係數，目標直徑必須充滿視場; 　(7）如果紅外測溫儀突然處於環境溫度差為20℃或更高的情況下，測量數據將不準確，溫度平衡後再取其測量的溫度值。.

遠紅外線測溫儀的套用

電力：燃煤發電廠、燃氣供熱電廠、水電站、核電站、地區供熱管網、大型電力變壓器的溫度保護和信號傳送等。 　冶金：鋁廠、銅廠、鋼廠等。 　石化：採油、輸油管路、石化廠、煉油廠。 　一般工業：冷凍機廠、空調廠、冰櫃廠、啤酒廠、製藥廠、汽車廠。 　溫度元件製造廠：鉑電阻、熱電偶及補償導線電纜、溫度開關、溫度感測器製造廠。 　交通運輸：機場的飛機維修、大型運輸動力系統維修、遠洋海運作為在役維修測量手段。