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紅外溫度計

非接觸式紅外溫度計簡介

紅外溫度計最核心的設計是一個透鏡,紅外線 (IR) 能量由透鏡聚焦到檢測器上,再由檢測器轉換為電信號,經環境溫度偏差補償后最終以溫度單位顯示出來。

這種配置便于實現一定距離的溫度測量 ,而無需接觸被測物體。因此,在熱電偶或其它探頭型傳感器因各種原因而無法使用或者無法精確檢測時,可使用紅外溫度計來測量溫度。

紅外溫度計的典型應用場合包括:受測對象處于移動狀態;對象處于電磁場中(例如感應加熱期間);對象處于真空或其它受控環境中;或者需要快速響應的應用。
紅外溫度計
非接觸式溫度測量

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為何需要應用到紅外溫度計來測量溫度?

紅外溫度計可幫助用戶在無法使用傳統傳感器 的應用中實現溫度測量。具體而言,紅外溫度計適用于以下情況:涉及移動對象(例如,滾筒、移動機械或傳送帶)、因污染或危險(例如高壓)而需要采用非接觸式測量、距離過遠或者因所測溫度過高而無法使用熱電偶或其它接觸式傳感器。

如何選擇紅外溫度計

1.確定視野大?。繕藢ο蟪叽绾途嚯x)
2.考慮受測表面的類型及其發射率因素
3.分析大氣作用或透過表面發射的光譜響應
4.指定溫度范圍和安裝需要
5.同時考慮以下因素:響應時間、環境、安裝限制、觀察口或 Windows應用程序以及所需的信號處理方式

選擇紅外溫度計時針對應用應考慮哪些因素?

對任何紅外高溫計而言,最重要的考量因素是視野大?。繕藢ο蟪叽绾途嚯x)、受測表面的類型(發射率因素)、光譜響應(大氣作用或透過表面發射)、溫度范圍和安裝方式(手持便攜式或固定安裝式)。其它考量因素還包括響應時間、環境、安裝限制、觀察口或 Windows 應用程序以及所需的信號處理方式。

什么是視野?視野有何重要性?

視野是儀器作業的視角,由儀器的光學特性決定。要獲得精確的溫度讀數,受測對象應完全占據儀器的整個視野。由于紅外設備測定的是視野范圍內所有表面的平均溫度,所以如果背景溫度與對象溫度不同,就會造成測量誤差。OMEGA為此提供了一個獨特的解決方案。許多OMEGA紅外高溫計均配備專利的激光器,該激光器可從圓圈模式切換為圓點模式。在圓圈模式下,內置激光器瞄準裝置產生一個由12點組成的圓圈,清晰地指示所測靶區。在圓點模式下,將以一個激光點瞄準測量區域的中心。



為您的應用選擇合適的紅外溫度計

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手持式紅外溫度計手持式紅外溫度計
手持式紅外溫度計是最為常見的紅外高溫計之一。它們通常用于便攜式應用,有些型號還配有集成三腳架。OMEGA提供不同外形和尺寸的各種紅外溫度計。許多OMEGA手持式紅外高溫計均配有OMEGA的專利圓點/圓圈式激光瞄準裝置,可清晰指示溫度計的視野。
袖珍/棒式紅外溫度計袖珍/棒式紅外溫度計
袖珍/棒式紅外溫度計的結構極為緊湊。通??煞旁谝r衫口袋中攜帶。
紅外熱電偶紅外熱電偶
紅外熱電偶屬于經濟型小尺寸紅外線傳感器。其特別之處在于,它們可以自行供電,并產生類似熱電偶傳感器的輸出。
固定安裝式紅外溫度計/變送器固定安裝式紅外溫度計
固定安裝式紅外溫度計通常用于可固定安裝溫度計的工業過程中。有關OS4000系列的信息,請參閱高速光纖紅外變送器一文。
雙色比率測溫雙色比率測溫
鑒于發射率對于紅外溫度計測溫精度的決定性作用,人們不斷嘗試設計各種不依賴于此變量的傳感器。這些設計中最為知名且應用最廣泛的,是雙色比率溫度計。此項技術與前面所述的紅外溫度計并無不同,但它測量的是材料在兩種波長下發射紅外線能量的比率,而不是在一個波長或波段下發射的絕對能量。其中的“色”字稍顯過時,但此說法現在仍在沿用。其源于將可見色與溫度聯系在一起的傳統做法,因此稱為“色溫”。

常見問題

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什么是發射率?發射率與紅外溫度測量有何關系?

發射率是一個對象在給定溫度下發射的能量與完全輻射體(又稱黑體)在等溫度下所發射能量之比。黑體的發射率為1.0。所有發射率的值均介于0.0和1.0之間。大多數紅外溫度計可以補償不同材料的不同發射率值??偟膩碚f,物體的發射率越高,就越容易通過紅外線測得準確的溫度。發射率非常低(低于0.2)的物體較難應用此方法。一些經過拋光的光澤金屬表面(如鋁制表面)由于會大量反射紅外線,所以有時無法進行精確的溫度測量。

測定發射率的五種方式

為確保溫度測量的準確性,共有五種測定材料發射率的方式:
  1. 借助一臺精密傳感器,將材料樣本加熱到已知溫度,并通過紅外線儀器測量溫度。然后通過調整發射率值來使指示器顯示正確的溫度。
  2. 對于相對較低的溫度(500°F以下),可以測量發射率為0.95的遮蔽膠帶。然后通過調整發射率值來使指示器顯示正確的材料溫度。
  3. 對于高溫測量,可在受測對象上鉆孔(深度至少為直徑的6倍)。
  4. 這個孔相當于發射率為1.0的黑體。測量孔中的溫度,然后調整發射率來使指示器顯示正確的材料溫度。
  5. 如果材料或其中一部分可以進行涂覆,可涂覆一層暗黑色油漆,其發射率接近1.0。測量油漆部分的溫度,然后調整發射率來使指示器顯示正確的溫度。
  6. 可以提供大多數材料的標準發射率值(參見第114-115頁)??梢詫⑦@些值輸入儀器中來估算材料的發射率值。


如何安裝紅外高溫計?

高溫計分為固定安裝式和便攜式兩種類型。固定安裝式設備通常安裝在一個位置,用于持續監測給定的過程。它們通常由電力電源供電,并且僅瞄準一個點。此類儀器可以將數據輸出到本地或遠程顯示器,并為其它顯示器或控制回路提供模擬量輸出。還有由電池供電的便攜式紅外“槍”;此類設備具有固定安裝式設備的各項特點,但通常不能提供用于控制目的的模擬量輸出。此類設備通常用于關鍵過程的維護、診斷、質量控制和單點測量。

如何校準紅外高溫計?

紅外線校準源有兩種基本類型:熱板黑體源和空腔型黑體源。熱板型包括帶或不帶同心凹槽的金屬板(通常為鋁質),其中,板的溫度通過價格低廉的電位器標度盤或高端溫度控制器來設定和控制。板的溫度使用熱電偶或RTD 探頭來感應。熱板通常噴涂成暗黑色,以提高表面發射率。熱板校準源的表面發射率通常為0.95。

用于紅外傳感器的黑體源校準器OMEGA BB703型是一種具有內置溫度控制器的高端熱板黑體源。具有內置溫度控制器的校準源的精度和穩定性要遠遠優于電位器標度盤型校準源。

空腔型黑體源包括圓柱體或球體中的一個盲孔,其中,空腔的溫度通過連接熱電偶探頭的溫度控制器來控制??涨恍秃隗w源的表面發射率高于熱板黑體源??涨恍秃隗w源的發射率通常為0.98或更高。

OMEGA BB705型是一種空腔型黑體源,與熱板黑體源相比,該空腔型黑體源通??梢赃_到更高的溫度(超過530°C [1000°F])。而且,由于發射率較高,令其成為精密校準任務的理想之選。

如需校準紅外溫度計,需要使用黑體校準源。在選擇黑體校準源時,需要考慮以下3個因素:

  1. 黑體類型(熱板型或空腔型)可以說明該設備的構造及整體性能。
  2. 目標區域可以說明我們能在多大的一塊區域上檢查我們的紅外線溫度計。目標區域應大于溫度計的視場;否則紅外溫度計將會測量目標區域加上周圍部分較冷的區域。通常,對照黑體源以相對較近的距離(大約為0.15至1 m)對紅外線溫度計進行檢查,具體距離取決于目標區域的大小。
  3. 目標發射率越高,校準結果越理想。如果發射率目標較低,紅外溫度計的波長帶寬就會產生影響。當發射率E為理想值1.00時,DUT (被測設備)的波長帶寬就不 會有影響。
紅外溫度計 | 技術參考
適合各種應用的手持式紅外溫度計 --No Title-- 在制造業中如何校準溫度?
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