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红外温度测量仪在工业领域内对产品的质量、全工艺流程控制等影响很大
点击次数:40 发布时间:2019-01-04
   温度、压力、电流、电压等都是人们所熟悉的基本物理量。红外温度测量仪在工业领域内对产品的质量、全工艺流程控制等影响很大,这些基本物理量中,对温度的测量和标定相比之下难度要大的多。红外温度测量仪是因为温度系统本身的“绝热” 和“热量传输”的影响是十分复杂的,这就造成了温度测量标定统体积大,所需要的稳定时间长,精度很难提高等。并非象压力系统那样只要保证压力传输管路泄漏就可以保证内外压力互不影响,这样就很容易实现压力的快速传输,稳定时间只需几毫秒而测量精度很容易达到万分之几以上。
 
  测量管道内的流体温度时,应使温度计的温包处于管道的中心线位置。倾斜安装时,温度计的插入方向必须与流体流动方向相反,以便和流体充分接触,测得真实温度。
 
  在使用之前应确保温度计液柱在低位。
 
  当读温度计示数时,视线要跟液柱的上表面相平,否则会造成读数不准确。
 
  当测量液体时,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁。同时,读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,不能离开被测液体。
 
  红外温度测量仪在自然界中,一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 —— 与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
 
  光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由红外温度测量仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外,还应考虑目标和测温仪所在的环境条件,如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。
 
  再来看看一个高精度和高稳定度的温度测量系统,保证其“绝热”也就是说完全阻止热传输是不可能的。人们通常使一个足够大的体积在其达到热平衡的条件下,认为其内部质量中心处某一小体积的温场梯度足够均衡,这就是为什么温度校准源体积庞大的重要原因之一。另外,一个温度系统的热传输也是十分复杂的,常常通过热的传导、对流和辐射来完成,可以想象,一下子使其温度突变并达到热平衡几乎是不可能的,这就是常规温度标定源为了保证一定的温场均匀性,器体积大,升、降温时间长,造成工业领域内温度测量系统的检查、维修和标定,费时费力费钱和由于多次拆装温度探头而影响系统的可靠性。
 
  由被测物辐射的红外线所进行温度测量的测试仪器,按照德国工业标准DIN 16160被称为辐射温度计,辐射测温仪或红外测温仪。这些名称也适用于那些由被测体辐射的可见彩色射线所进行温度测量的仪器,及由相对频谱的辐射密度导出温度的仪器。
 
  一、红外温度测量仪温度测量的优点
 
  通过接收被测体辐射的红外线而进行的非接触温度测量有很多的优点。这样那些难以接触到或运动着的物体就可毫无问题的进行温度测量,如传热性能差的或很小的热容量材料。红外测温仪很短的响应时间能快速地实现有效调节回路。测温仪不拥有会磨损的部件,因而就不存在如使用温度计所存在的连续费用。特别是在很小的被测物体,如用接触测量,由于物体的导热性将产生很大的测量误差。这里可毫无疑问的使用测温仪,及用于腐蚀性的化学物或敏感的表层,如在油漆,纸张和塑料轨上。通过远距离的摇控测量,可远离危险区域,使操作人员无危险性。
 
  二、红外温度测量仪的原理构造
 
  把从被测物接收的红外线,由透镜经过滤波器聚焦在检波器上。检波器通过被测物辐射密度的积分,产生一个与温度成比例的电流或电压信号,在此后相连接的电器部件中,把此温度信号线性化,发射率区域的修正,及转换成一个标准的输出信号。
 
  原理上有便携式测温仪和固定式测温仪两种,因此,在选择合适的红外温度测量仪用于不同的测量点时,以下的特征将是主要的:
 
  1、瞄准器
 
  瞄准器有此作用,测温仪所指的测量块或测量点可以看见,大面积的被测物可以经常不要瞄准器。在小的被测物和较远的测量距离时,瞄准器以透光镜形式带有仪表板刻度或激光指向点是值得推荐的。
 
  2、透镜
 
  透镜确定测温仪的被测点,对大面积的物体来说,一般带有固定焦距的测温仪足够可以。但在测量距离远离聚焦点时,测量点边缘的图像将不清楚。为此,采用变焦镜更好,在所给予的变焦范围内,测温仪可调整测量距离,zui新的测温仪带有变焦的可替换镜头,近透镜和远透镜可不需校准复检进行更换。
 
  3、传感器,即光谱接收器
 
  温度是与波长成反比的。在低物体温度时,对长波光谱区域敏感的传感器(热膜传感器或热电传感器) 是很合适的,在高温度时,将用对短波敏感受的,由锗,硅,铟-镓等组成的光电传感器。
 
  在选择光谱敏感性时,还要考虑对氢气和二氧化碳的吸收光谱带。在一定的波长范围内,即所谓的“大气层窗”,H2和CO2对红外线几乎是穿透的,因此红外温度测量仪的光变敏感性必须在此范围内,以便排除大气层浓度变化带来的影响,在测量薄膜或玻璃时,还要考虑到这些材料在一定波长内不易穿透的。为了避免背景光线引起的测量误差,运用相宜的,只接收表面温度的传感器,金属有此物理特性,发射率随着波长的减小而增大,经验而谈,测量金属的温度,一般选择zui短的测量波长。
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