電流探頭代理商帶你了解紅外測(cè)溫儀及如何選型

1.紅外測(cè)溫儀的工作原理

  紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)，光電探測(cè)器，信號(hào)放大器，信號(hào)處理，顯示輸出等部分組成。 光學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)的紅外輻射能量集中在其視場(chǎng)中，視場(chǎng)的大小由溫度計(jì)的光學(xué)部件及其位置確定。 紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。 信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并根據(jù)儀器的內(nèi)部治療算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后，轉(zhuǎn)換為被測(cè)目標(biāo)的溫度值。

  在自然界中，所有溫度高于零值的物體都在不斷向周?chē)臻g發(fā)射紅外輻射能。 物體的紅外輻射能量的大小及其根據(jù)波長(zhǎng)的分布與物體的表面溫度有著非常密切的關(guān)系。 因此，通過(guò)測(cè)量物體自身輻射的紅外能量，可以準(zhǔn)確地確定其表面溫度，這是紅外輻射溫度測(cè)量所基于的客觀基礎(chǔ)。

  黑體是理想的散熱器。 它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能，而沒(méi)有能量反射或透射，并且其表面的發(fā)射率為1。但是，自然界中存在的實(shí)際物體幾乎不是黑體。 為了闡明和獲得紅外輻射的分布，在理論研究中必須選擇合適的模型。 這是普朗克提出的體腔輻射的量化振蕩器模型。 推導(dǎo)了黑體輻射的普朗克定律，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射率。 這是所有紅外輻射理論的起點(diǎn)，因此被稱(chēng)為黑體輻射定律。 除了物體的輻射波長(zhǎng)和溫度以外，所有實(shí)際物體的輻射還與構(gòu)成物體的材料類(lèi)型，制備方法，熱處理，表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。

  因此，為了使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入與材料特性和表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。 該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射有多近，其值在零和小于1的值之間。

  根據(jù)輻射定律，只要知道材料的發(fā)射率，就可以知道任何物體的紅外輻射特性。 影響紗線(xiàn)發(fā)射率的主要因素是：材料類(lèi)型，表面粗糙度，理化結(jié)構(gòu)和材料厚度。 使用紅外輻射溫度計(jì)測(cè)量目標(biāo)的溫度時(shí)，首先測(cè)量目標(biāo)在其波段內(nèi)的紅外輻射，然后再通過(guò)溫度計(jì)計(jì)算被測(cè)目標(biāo)的溫度。 單色溫度計(jì)與波段中的輻射成正比； 雙色溫度計(jì)與兩個(gè)波段的輻射比例成正比。

  二，紅外測(cè)溫儀的優(yōu)缺點(diǎn)

  優(yōu)勢(shì)：

  ①非接觸式測(cè)量：不需要接觸被測(cè)溫度場(chǎng)的內(nèi)部或表面，因此不會(huì)干擾被測(cè)溫度場(chǎng)的狀態(tài)，溫度計(jì)本身不受溫度場(chǎng)的破壞。

  ②寬量程：由于是非接觸式溫度測(cè)量，因此溫度計(jì)不在較高或較低的溫度范圍內(nèi)，而是在常溫或溫度計(jì)允許的條件下工作。 在正常情況下，它可以測(cè)量負(fù)數(shù)十度到三千余度。

  ③溫度測(cè)量速度快：響應(yīng)時(shí)間短。 只要接收到目標(biāo)的紅外輻射，就可以在短時(shí)間內(nèi)固定溫度。

  ④高精度：紅外測(cè)溫不會(huì)像接觸式測(cè)溫那樣破壞物體本身的溫度分布，因此測(cè)量精度高。 紅外溫度計(jì)的精度通常小于1度。

  ⑤高靈敏度：只要物體溫度稍有變化，輻射能就會(huì)發(fā)生很大變化，這很容易測(cè)量。 可以執(zhí)行溫度測(cè)量和

  ⑥溫度分布測(cè)量，運(yùn)動(dòng)物體或旋轉(zhuǎn)物體的溫度測(cè)量。 使用安全，使用壽命長(zhǎng)。

  缺點(diǎn)：

  （1）容易受到環(huán)境因素（環(huán)境溫度，空氣中的灰塵等）的影響

  （2）對(duì)光亮或拋光的金屬表面的溫度讀數(shù)影響很大

  （3）僅限于測(cè)量物體的外部溫度，并且不方便測(cè)量物體內(nèi)部和有障礙物的溫度。

三，電流探頭代理商淺談紅外測(cè)溫儀的性能指標(biāo)及選用

  紅外測(cè)溫儀的性能指標(biāo)為：溫度測(cè)量范圍，顯示分辨率，精度，工作環(huán)境溫度范圍，重復(fù)性，相對(duì)濕度，響應(yīng)時(shí)間，電源，響應(yīng)光譜，尺寸，特大顯示量，重量，發(fā)射率等。  ：

  ①確定溫度測(cè)量范圍：溫度測(cè)量范圍是溫度計(jì)重要的性能指標(biāo)。 每種溫度計(jì)都有其特定的溫度測(cè)量范圍。 因此，用戶(hù)測(cè)得的溫度范圍必須準(zhǔn)確而全面，不能太窄也不能太寬。 根據(jù)黑體輻射定律，由光譜的短波段中的溫度引起的輻射能的變化將超過(guò)由發(fā)射率誤差引起的輻射能的變化。

  ②確定目標(biāo)尺寸：紅外測(cè)溫儀根據(jù)其原理可分為單色測(cè)溫儀和二色測(cè)溫儀（輻射比色測(cè)溫儀）。 對(duì)于單色溫度計(jì)，在測(cè)量溫度時(shí)，被測(cè)目標(biāo)區(qū)域應(yīng)充滿(mǎn)溫度計(jì)的視野。 建議被測(cè)目標(biāo)的尺寸超過(guò)視野的50％。 如果目標(biāo)的尺寸小于視野，則背景輻射能量將進(jìn)入溫度計(jì)的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)符號(hào)，從而干擾溫度測(cè)量讀數(shù)，從而導(dǎo)致誤差。 相反，如果目標(biāo)大于溫度計(jì)的視野，則溫度計(jì)將不受測(cè)量區(qū)域外部背景的影響。 對(duì)于雙色溫度計(jì)，溫度由兩個(gè)獨(dú)立波長(zhǎng)帶中的輻射能之比確定。 因此，當(dāng)被測(cè)目標(biāo)較小時(shí)，不會(huì)填滿(mǎn)視場(chǎng)，并且在測(cè)量路徑上有煙霧，灰塵和障礙物，會(huì)削弱輻射能，因此不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。 對(duì)于運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的小物體，盡量使用兩色溫度計(jì)。 這是由于光線(xiàn)的直徑小和柔韌性好，可以在彎曲，阻塞和折疊的通道中傳輸光輻射能量。

  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，即溫度計(jì)探針到目標(biāo)的距離D與被測(cè)目標(biāo)的直徑之比。 如果由于環(huán)境限制必須將溫度計(jì)安裝在距離目標(biāo)較遠(yuǎn)的位置，并且您要測(cè)量小的目標(biāo)，則應(yīng)選擇具有高光學(xué)分辨率的溫度計(jì)。 光學(xué)分辨率越高，D：S比越高，溫度計(jì)的成本也越高。 如果溫度計(jì)遠(yuǎn)離目標(biāo)物且目標(biāo)物很小，則應(yīng)選擇距離系數(shù)高的溫度計(jì)。 對(duì)于具有固定焦距的溫度計(jì)，該點(diǎn)是光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處的小位置，并且比該焦點(diǎn)更近和更遠(yuǎn)的點(diǎn)將增加。 有兩個(gè)距離因子。

  ④確定波長(zhǎng)范圍：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定了溫度計(jì)光譜的相應(yīng)波長(zhǎng)。 對(duì)于高反射率合金材料，其發(fā)射率較低或變化不大。 在高溫區(qū)，測(cè)量金屬材料的佳波長(zhǎng)是近紅外，可以選擇0.8-1.0μm。 其他溫度區(qū)域可以是1.6μm，2.2μm和3.9μm。 由于某些材料在特定波長(zhǎng)下是透明的，因此紅外能量會(huì)穿透這些材料，因此應(yīng)為該材料選擇特殊的波長(zhǎng)。

  ⑤確定響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間表示紅外測(cè)溫儀對(duì)測(cè)得的溫度變化的反應(yīng)速度。 定義為達(dá)到終讀數(shù)能量的95％所需的時(shí)間。 它與光電探測(cè)器，信號(hào)處理電路和顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。 如果目標(biāo)速度快或在測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，應(yīng)選擇快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀，否則信號(hào)響應(yīng)將不充分，并且測(cè)量精度會(huì)降低。 但是，并非所有應(yīng)用程序都需要快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀。 當(dāng)靜態(tài)或目標(biāo)熱處理中存在熱慣性時(shí)，溫度計(jì)的響應(yīng)時(shí)間可以放寬。

  ⑥信號(hào)處理功能：鑒于離散過(guò)程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過(guò)程之間的差異，要求紅外測(cè)溫儀具有多種信號(hào)處理功能（如峰值保持，谷值保持，平均值）供選擇，例如溫度。 測(cè)量傳送帶使用瓶子時(shí)，使用峰值保持，并將溫度輸出信號(hào)傳輸?shù)娇刂破鳌?否則，溫度計(jì)將讀取兩個(gè)瓶子之間的較低溫度值。 如果使用峰值保持，則將溫度計(jì)的響應(yīng)時(shí)間設(shè)置為略長(zhǎng)于兩個(gè)瓶子之間的時(shí)間間隔，以便始終測(cè)量至少一個(gè)瓶子。

環(huán)境條件的考慮：溫度計(jì)的環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大的影響，應(yīng)加以考慮并妥善解決，否則會(huì)影響溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性甚至造成損壞。 當(dāng)環(huán)境溫度高并且有灰塵，煙霧和蒸汽時(shí)，您可以選擇制造商提供的附件，例如防護(hù)罩，水冷，空氣冷卻系統(tǒng)和空氣凈化器。 這些附件可以有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)溫度計(jì)，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。 確定附件時(shí)，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。

  ⑧紅外輻射溫度計(jì)的校準(zhǔn)：必須對(duì)紅外溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，以使其正確顯示被測(cè)目標(biāo)的溫度。 如果使用過(guò)的溫度計(jì)在使用過(guò)程中超出溫度測(cè)量范圍，則必須將其退回制造商或維修中心進(jìn)行重新校準(zhǔn)。

  四，電流探頭代理商淺談紅外測(cè)溫儀的應(yīng)用

  人類(lèi)使用：

  紅外測(cè)溫儀除了用于人體的日常體溫測(cè)量外，還適合于人流量大的公共場(chǎng)所快速監(jiān)測(cè)人體的體表溫度。 例如，紅外人體溫度監(jiān)測(cè)儀具有非接觸式測(cè)溫，精度高，測(cè)量速度快，超溫語(yǔ)音報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于進(jìn)出港口，港口，機(jī)場(chǎng)，碼頭， 車(chē)站，機(jī)構(gòu)，學(xué)校，劇院等。在其他場(chǎng)合下使用。

工業(yè)外測(cè)：

工業(yè)紅外測(cè)溫儀測(cè)量物體的表面溫度，其光傳感器輻射、反射并傳輸能量，然后能量由探頭進(jìn)行收集、聚焦，再由其它的電路將信息轉(zhuǎn)化為讀數(shù)顯示在機(jī)上，本機(jī)配備的激光燈更有效對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物及提高測(cè)量精度。

紅外測(cè)溫儀已被證實(shí)是檢測(cè)和診斷電子設(shè)備故障的有效工具。可節(jié)省大量開(kāi)支，用紅外測(cè)溫儀，你可連續(xù)診斷電子連接問(wèn)題和通過(guò)查找在DC電池上的輸出濾波器連接處的熱點(diǎn)，以檢測(cè)不間斷電源（UPS）的功能狀態(tài)，你可檢驗(yàn)電池組件和功率配電盤(pán)接線(xiàn)端子，開(kāi)關(guān)齒輪或保險(xiǎn)絲連接，防止能源消耗；由于松的連接器和組合會(huì)產(chǎn)生熱，紅外測(cè)溫儀有助于識(shí)別回路中斷器的絕緣故障.或監(jiān)視電子壓縮機(jī)；日常掃描變壓器的熱點(diǎn)可探測(cè)開(kāi)裂的繞組和接線(xiàn)端子。

畜牧業(yè)動(dòng)物：

獸用紅外線(xiàn)非接觸體溫計(jì)根據(jù)普朗克原理。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)定動(dòng)物體表特定部位的體表溫度，修正體表溫度與實(shí)際溫度的溫差，便能準(zhǔn)確顯示出動(dòng)物的個(gè)體體溫。