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如何正确选择红外测温仪

大西洋仪器网  2016-06-16 14:12   点击 393

随着红外测温技术的发展,红外测温仪性能不断完善、功能不断增强、品种不断增多,适用范围也不断扩大。在不同规格的各种型号测温仪中,正确选择红外测温仪型号对使用者来说是十分重要的。
   在选择测温仪型号时应首先确定测量要求,如被测目标温度、被测目标大小、测量距离、被测目标材料、目标所处环境、响应速度、测量精度、用便携式还是在线式等等。

确定测温范围
  测温范围是测温仪最重要的一个性能指标,每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用短波较好。一般来说,测温范围越窄,监控温度的输出信号分辨率越高,精度可靠性容易解决。测温范围过宽,会降低测温精度。

确定目标尺寸
   为了获得精确的温度读数,测温仪与测试目标之间的距离必须在合适的范围之内,所谓“光点尺寸”(spot size)就是测温仪测量点的面积。距离目标越远,光点尺寸就越大,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。

确定距离系数(光学分辨率)
   距离系数由D:S之比确定,即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪,但是光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。 

确定波长范围
   目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.8~1.0μm。其他温区可选用1.6μm,2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波长上是透明的,红外能量会穿透这些材料,对这种材料应选择特殊的波长。
确定响应时间
    响应时间定义为到达最后读数的95%能量所需要的时间,表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度,它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应,确定响应时间主要根据目标的运动速度和目标的温度变化速度。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外测温仪,否则达不到足够的信号响应,会降低测量精度。但是,对于静止的或目标热过程存在热惯性时,响应时间就可以放宽要求。

●信号处理功能
  鉴于离散过程(如零件生产)和连续过程不同,所以要求红外测温仪具有多信号处理功能,如峰值保持、谷值保持、平均值等可供选用。

温度输出功能

例如通过RS232、RS485通信接口进行数字信号输出,进行远距离传输温度信号;通过模拟信号(0~5V,1~5V,0~10V,4~20mA)输出可加入闭环控制中;高低温报警等。

环境条件
    测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响,应予考虑并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起损坏。当环境温度高,存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪,实现准确测温。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务,以降低安装成本。

※当在噪声、电磁场、震动或难以接近环境条件下,或其他恶劣条件下,烟雾、灰尘或其他颗粒降低测量能量信信号时,光纤双色测温仪是最佳选择。

※在噪声、电磁场、震动和难以接近的环境条件下,或其他恶劣条件时,宜选择光线比色测温仪。

※在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱),测温仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察,因此要选择合适的安装位置和窗口材料,避免相互影响。

※当测温仪工作环境中存在易燃气体时,可选用本征安全型红外测温仪,从而在一定浓度的易燃气体环境中进行安全测量和监视。

※对户外电气设备的现场红外检测,尽可能选择在阴天或者在日落左右傍晚无光照时间进行。这样可以防止直接入射、反射和散射的太阳辐射影响,对户内设备可以采用关掉照明灯,以及要避开其他的辐射影响。
※对于高反射的设备表面,应该采取适当措施来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响。或者改变检测角度,找到能避开反射的最佳角度进行检测。
    ※在环境条件恶劣复杂的情况下,可以选择测温头和显示器分开的系统,以便于安装和配置。

●其它因素考虑

在现有各种型号的测温仪对比中,选出能够满足上述要求的仪器型号;在诸多能够满足上述要求的型号中选择出在性能、功能和价格方面的最佳搭配。其它选择方面,如使用方便、维修和校准性能等。

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来源:大西洋仪器网    编辑:韦工
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