红外测温仪相关知识

红外测温仪测温依据

任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃),就有热辐射向外部发射,物体温度不同,其辐射出的能量也不同,且辐射波的波长也不同,但总是包含着红外辐射在内,千摄氏度以下的物体,其热辐射中最强的电磁波是红外波,所以对物体自身红外辐射的测量,便能准确测定它的表面温度,这就是红外测温仪测温依据的客观基础。红外测温仪可捕捉从所有物体辐射出的红外能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,电磁频谱中包括无线电波、微波、可见光、紫外线、伽玛射线和X光。红外线介于频谱可见光和无线电波之间。红外线波长通常以微米表示,红外频谱范围从0。7至1000微米。实践中,红外温度测量使用的波段范围为0。7至14微米。

为什么要选择红外测温仪

红外测温仪允许用户在不能使用传统传感器的应用中测量温度,就具体而言,即在处理移动物体(例如滚筒,移动机械或传送带)的情况下,或由于污染或危险原因(例如高压)而需要进行非接触式测量时,距离太大,或者对于热电偶或其他接触传感器,要测量的温度过高。

红外测温仪工作原理

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号,该信号再经换算转为被测目标的温度值。

非接触式温度测量的优势

非接触红外线测温仪采用红外技术可快速方便地测量物体的表面温度。不需要机械的接触被测物体而快速测得温度读数。只需瞄准,按动触发器,在LCD显示屏上读出温度数据。红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的、危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪/红外线测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。

选择红外测温仪时,需要考虑应用领域?

任何红外高温计的关键考虑因素包括视场(目标尺寸和距离),被测表面类型(发射率考虑因素),光谱响应(大气效应或通过表面传输),温度范围和安装(手持便携式或固定式安装)。 其他考虑因素包括响应时间、环境、安装限制、查看端口或窗口应用程序以及所需的信号处理等。

红外测温仪测温注意事项

1、只测量表面温度,红外测温仪/红外线测温仪不能测量内部温度。
2、大部分的红外传感器不能透过玻璃进行测温,玻璃有很特殊的反射和透过特性,不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪/红外线测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。随着技术的进步,双色和高端传感器型号可有效穿透玻璃等透明物体测温,例如韩国GasDNA的双色100系列和IR80等。
3、定位热点,要发现热点,仪器瞄准目标,然后在目标上作上下扫描运动,直至确定热点。
4、注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。
5、环境温度,如果测温仪突然暴露在环境温差为20度或更高的情况下,允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。

光学分辨率(视场)的重要性?

视场是仪器操作的视角,由装置的光学系统决定。为了获得准确的温度读数,被测目标应该完全填满仪器的视场。由于红外设备确定视场内所有表面的平均温度,如果背景温度不同于物体温度,则可能发生测量误差。GASDNA红外测温仪都具有专利激光,通过投射双激光或圆圈来体现仪器的视场。

什么是发射率,它与红外温度测量有什么关系?

发射率定义为在给定温度下物体辐射的能量与在相同温度下由完美辐射体或黑体发射的能量的比率,黑体的发射率是1。0,所有发射率值都在0。0到1。0之间。 对于不同的材料,大多数红外测温仪都能够补偿不同的发射率值。通常,物体的发射率越高,使用红外线就越容易获得准确的温度测量。具有极低发射率(低于0。2)的物体可能是应用困难。一些抛光的,有光泽的金属表面,例如铝,在红外线中有反射,以至于很难始终进行精确的温度测量。

确定发射率的方法

有五种方法可以确定材料的发射率,以确保准确的温度测量:
1、使用精确的传感器将材料样品加热到已知温度,并使用IR仪器测量温度。然后调整发射率值以强制指示器显示正确的温度。
2、对于相对较低的温度(高达500°F),可以测量一片发射率为0.95的遮蔽胶带。然后调整发射率值以强制指示器显示材料的正确温度。
3、对于高温测量,可以在物体上钻一个孔(深度至少是直径的6倍);该孔充当发射率为1.0的黑体。测量孔中的温度,然后调整发射率以强制指示器显示材料的正确温度。
4、如果可以涂覆材料或其一部分,则暗黑色涂料的发射率约为1.0。测量涂料的温度,然后调整发射率以强制指示器显示正确的温度。
5、大多数材料的标准化发射率值均可用,可以将这些输入到仪器中以估算材料的发射率值。

双色红外测温仪

双色红外测温仪是红外测温仪的一种。即测量物体在两个不同光谱范围内发出的红外辐射亮度并由这两个辐射亮度之比推断物体的温度,称为双色测温仪。实际上,双色测温仪并没有亮度和颜色的含义,和亮度测温仪(光学高温计)相比,二者在原理上是不同的。这里”色”的含义应为红外波长或光谱,即为”双红外光谱测温仪”。双色红外测温仪与单色红外测温仪相比具有无与伦比的优点。在一个小小的金属外壳内装满了许多的光学、光电子和微电子器件,组成了具有单色和双色测温功能的非接触的红外测温仪。双色测温仪是依据如下原理工作的:在选定的两个红外波长和一定带宽下,它们的辐射能量之比随着温度的变化而变化。利用两组带宽很窄的不同单色滤光片,收集两个相近波段内的辐射能量,将它们转化成电信号后再进行比较,最终由此比值确定被测目标的温度,因此它可以基本消除目标材料发射率调节的不便,采用双色测温仪测温灵敏度较高,与目标的真实温度偏差较小,受测试距离和其间吸收物的影响也较小,在中、高温范围内使用效果比较好。

黑体简介

红外测温仪的标准化检定方法是采用黑体炉检定。黑体是指在任何情况下对一切波长的入射辐射的吸收率都等于1的物体,黑体是一种理想化的物体模型,因此引入了一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数,即发射率,它的定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比。物体的辐射与吸收红外辐射规律满足基尔霍夫定律,当一束辐射投射到任一物体表面时,根据能量守恒原理,物体对入射辐射的吸收率、反射率、透过率三者之和必等于1,一般发射率不容易测定,通常可通过测量吸收率来确定发射率,所以黑体辐射源作为辐射标准用来检定各种红外辐射源的辐射强度。

红外测温仪数学模型

1、瞬时值:被测目标的当前温度值,也称实时值;
2、最大值MAX:被测目标在时间间隔△t内的最高温度值;适用于运动目标(如钢板、钢丝生产)测量时,由于被测物表面条件不一样(如生产中的钢板、钢丝某些地方有铁硝、氧化表皮等),该功能获得更准确的测量;
3、最小值MIN:被测目标在时间间隔△t内的最低温度值;适用于测量火焰加热的目标这类生产工艺的场合;
3、平均值AVG:被测目标在时间间隔△t内的平均温度值;适用于测量溶化沸腾的金属液体;
4、差值DIF:被测目标瞬时值减去比较温度值所得的差值(比较温度值可修改),它可正可负;有时,可能很关心被测温度T在一个要求的温度Tc(比较温度)附近有多大波动,则此功能就非常方便,这时仪器显示该差值:“T–Tc”。

温度输出

1、数字信号输出RS232、RS485,温度信号可远传;
2、模拟信号输出0~5V,1~5V,0~10V,0/4~20毫安,可以加入闭环控制中;
3、高报警、低报警:生产过程中要求控制温度在某个范围里,可设置高、低报警值。高报警:在高报警设置打开的情况下,当温度高于高报警值,相应的LED灯闪烁,蜂鸣器响,并有AH常开继电器接通;
4、低报警:在低报警设置打开的情况下,当温度低于低报警值,相应的LED灯闪烁,蜂鸣器响,并有AL常开继电器接通。

安装注意事项

1、参考光学分辨率部分,确认测量区域要小于待测量物体尺寸;
2、传感器垂直安装对准待测物体是最佳方式,如果条件不允许,安装角度必须大于45度对准待测物体,否则,测量的精确度会受到影响;
3、避免其它高温物体的热反射,避免阳光辐射(如有必要安装屏蔽板遮挡辐射源);
5、避免电子噪音干扰:高频和高压区的电子噪音影响,马达、泵、高压线等等。(如有必要安装屏蔽网隔离辐射源);
6、检查传感器和电缆接线(参考电气连接)。

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