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如何正確選擇紅外線測溫儀?

文章出處:西安瑞途時代電子 人氣:463發(fā)表時間:2019-02-08

        對于應(yīng)用廣泛的紅外線測溫儀,它的品牌型號眾多。而紅外線測溫儀的選購,如何正確選擇?基于此,西安紅外測溫儀廠家——瑞途時代就帶大家了解一下:如何正確選擇紅外線測溫儀?

 


正確選擇紅外線測溫儀,以下幾點(diǎn)要注意啦:
 
1 、確定測溫范圍
   確定測溫范圍:測溫范圍是測溫儀重要的一個性能指標(biāo)。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。如 Raytek (雷泰)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(zhǔn)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(biāo)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,可以選用 2M 或 1M 型號的,因?yàn)槿绻x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(biāo)外,還要照顧低溫目標(biāo),那只好選擇 3iLR3 。
 
2 、確定目標(biāo)尺寸 
  為了獲得精確的溫度讀數(shù),測溫儀與測試目標(biāo)之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi),所謂 “ 光點(diǎn)尺寸 ” ( spot size )就是測溫儀測量點(diǎn)的面積。您距離目標(biāo)越遠(yuǎn),光點(diǎn)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(jìn)行測溫時,被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的 50% 為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)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(biāo)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(dú)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(biāo)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(xì)小而又處于運(yùn)動或震動之中的目標(biāo),比色測溫儀是比較好的選擇。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(biāo)。
 
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(biāo)之間的距離 D 與被測目標(biāo)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(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),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(diǎn)處為光斑蕞小位置,近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)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(yuǎn)離焦點(diǎn)的距離上準(zhǔn)確測溫,被測目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸,變焦測溫儀有一個蕞小焦點(diǎn)位置,可根據(jù)到目標(biāo)的距離進(jìn)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(biāo)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),測量金屬材料的蕞佳波長是近紅外,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(dá)蕞后讀數(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(biāo)的情況相適應(yīng),確定響應(yīng)時間主要根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動速度和目標(biāo)的溫度變化速度。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時,要選用快速響應(yīng)紅外線測溫儀,否則達(dá)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(biāo)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(hù)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(hù)測溫儀,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時,應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)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,光纖雙色測溫儀是比較好的選擇。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(jìn)行觀測。材料必須有足夠的強(qiáng)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(jìn)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(biāo)。
        如操作員需要通過窗口目標(biāo),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)境中存在易燃?xì)怏w時,可選用本征安全型紅外線測溫儀,從而在一定濃度的易燃?xì)怏w環(huán)境中進(jìn)行安全測量和監(jiān)視。
        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。

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