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紅外溫度測量儀在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)對產(chǎn)品的質(zhì)量、全工藝流程控制等影響很大
點擊次數(shù):1856 更新時間:2019-01-04
   溫度、壓力、電流、電壓等都是人們所熟悉的基本物理量。紅外溫度測量儀在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)對產(chǎn)品的質(zhì)量、全工藝流程控制等影響很大,這些基本物理量中,對溫度的測量和標(biāo)定相比之下難度要大的多。紅外溫度測量儀是因為溫度系統(tǒng)本身的“絕熱” 和“熱量傳輸”的影響是十分復(fù)雜的,這就造成了溫度測量標(biāo)定統(tǒng)體積大,所需要的穩(wěn)定時間長,精度很難提高等。并非象壓力系統(tǒng)那樣只要保證壓力傳輸管路泄漏就可以保證內(nèi)外壓力互不影響,這樣就很容易實現(xiàn)壓力的快速傳輸,穩(wěn)定時間只需幾毫秒而測量精度很容易達(dá)到萬分之幾以上。
 
  測量管道內(nèi)的流體溫度時,應(yīng)使溫度計的溫包處于管道的中心線位置。傾斜安裝時,溫度計的插入方向必須與流體流動方向相反,以便和流體充分接觸,測得真實溫度。
 
  在使用之前應(yīng)確保溫度計液柱在低位。
 
  當(dāng)讀溫度計示數(shù)時,視線要跟液柱的上表面相平,否則會造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。
 
  當(dāng)測量液體時,溫度計的玻璃泡要全部浸入被測液體中,不要碰到容器底或容器壁。同時,讀數(shù)時玻璃泡要繼續(xù)留在被測液體中,不能離開被測液體。
 
  紅外溫度測量儀在自然界中,一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布 —— 與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。
 
  光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,視場的大小由紅外溫度測量儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路,并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。除此之外,還應(yīng)考慮目標(biāo)和測溫儀所在的環(huán)境條件,如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標(biāo)的影響及修正方法。
 
  再來看看一個高精度和高穩(wěn)定度的溫度測量系統(tǒng),保證其“絕熱”也就是說*阻止熱傳輸是不可能的。人們通常使一個足夠大的體積在其達(dá)到熱平衡的條件下,認(rèn)為其內(nèi)部質(zhì)量中心處某一小體積的溫場梯度足夠均衡,這就是為什么溫度校準(zhǔn)源體積龐大的重要原因之一。另外,一個溫度系統(tǒng)的熱傳輸也是十分復(fù)雜的,常常通過熱的傳導(dǎo)、對流和輻射來完成,可以想象,一下子使其溫度突變并達(dá)到熱平衡幾乎是不可能的,這就是常規(guī)溫度標(biāo)定源為了保證一定的溫場均勻性,器體積大,升、降溫時間長,造成工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)溫度測量系統(tǒng)的檢查、維修和標(biāo)定,費時費力費錢和由于多次拆裝溫度探頭而影響系統(tǒng)的可靠性。
 
  由被測物輻射的紅外線所進(jìn)行溫度測量的測試儀器,按照德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 16160被稱為輻射溫度計,輻射測溫儀或紅外測溫儀。這些名稱也適用于那些由被測體輻射的可見彩色射線所進(jìn)行溫度測量的儀器,及由相對頻譜的輻射密度導(dǎo)出溫度的儀器。
 
  一、紅外溫度測量儀溫度測量的優(yōu)點
 
  通過接收被測體輻射的紅外線而進(jìn)行的非接觸溫度測量有很多的優(yōu)點。這樣那些難以接觸到或運動著的物體就可毫無問題的進(jìn)行溫度測量,如傳熱性能差的或很小的熱容量材料。紅外測溫儀很短的響應(yīng)時間能快速地實現(xiàn)有效調(diào)節(jié)回路。測溫儀不擁有會磨損的部件,因而就不存在如使用溫度計所存在的連續(xù)費用。特別是在很小的被測物體,如用接觸測量,由于物體的導(dǎo)熱性將產(chǎn)生很大的測量誤差。這里可毫無疑問的使用測溫儀,及用于腐蝕性的化學(xué)物或敏感的表層,如在油漆,紙張和塑料軌上。通過遠(yuǎn)距離的搖控測量,可遠(yuǎn)離危險區(qū)域,使操作人員無危險性。
 
  二、紅外溫度測量儀的原理構(gòu)造
 
  把從被測物接收的紅外線,由透鏡經(jīng)過濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過被測物輻射密度的積分,產(chǎn)生一個與溫度成比例的電流或電壓信號,在此后相連接的電器部件中,把此溫度信號線性化,發(fā)射率區(qū)域的修正,及轉(zhuǎn)換成一個標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號。
 
  原理上有便攜式測溫儀和固定式測溫儀兩種,因此,在選擇合適的紅外溫度測量儀用于不同的測量點時,以下的特征將是主要的:
 
  1、瞄準(zhǔn)器
 
  瞄準(zhǔn)器有此作用,測溫儀所指的測量塊或測量點可以看見,大面積的被測物可以經(jīng)常不要瞄準(zhǔn)器。在小的被測物和較遠(yuǎn)的測量距離時,瞄準(zhǔn)器以透光鏡形式帶有儀表板刻度或激光指向點是值得推薦的。
 
  2、透鏡
 
  透鏡確定測溫儀的被測點,對大面積的物體來說,一般帶有固定焦距的測溫儀足夠可以。但在測量距離遠(yuǎn)離聚焦點時,測量點邊緣的圖像將不清楚。為此,采用變焦鏡更好,在所給予的變焦范圍內(nèi),測溫儀可調(diào)整測量距離,的測溫儀帶有變焦的可替換鏡頭,近透鏡和遠(yuǎn)透鏡可不需校準(zhǔn)復(fù)檢進(jìn)行更換。
 
  3、傳感器,即光譜接收器
 
  溫度是與波長成反比的。在低物體溫度時,對長波光譜區(qū)域敏感的傳感器(熱膜傳感器或熱電傳感器) 是很合適的,在高溫度時,將用對短波敏感受的,由鍺,硅,銦-鎵等組成的光電傳感器。
 
  在選擇光譜敏感性時,還要考慮對氫氣和二氧化碳的吸收光譜帶。在一定的波長范圍內(nèi),即所謂的“大氣層窗”,H2和CO2對紅外線幾乎是穿透的,因此紅外溫度測量儀的光變敏感性必須在此范圍內(nèi),以便排除大氣層濃度變化帶來的影響,在測量薄膜或玻璃時,還要考慮到這些材料在一定波長內(nèi)不易穿透的。為了避免背景光線引起的測量誤差,運用相宜的,只接收表面溫度的傳感器,金屬有此物理特性,發(fā)射率隨著波長的減小而增大,經(jīng)驗而談,測量金屬的溫度,一般選擇zui短的測量波長。
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