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红外测温仪技术的现代应用简介

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-23 18:49:44 * 浏览: 1
红外测温仪的温度测量原理是将物体(例如钢水)发出的红外辐射的辐射能转换成电信号。红外辐射能量的大小与物体(例如钢水)的温度相对应。 ,您可以确定物体(例如钢水)的温度。红外温度测量技术已经开发出来,可以扫描具有热变化的表面温度,确定其温度分布图像,并快速检测出隐藏的温差。这是红外摄像机。红外热像仪用于军事领域。在美国的19年,TI公司开发了一种红外扫描和侦察系统。将来,红外热成像技术已被西方国家的飞机,坦克,军舰和其他武器相继用作侦察目标。热瞄准系统大大提高了搜索和击中目标的能力。瑞典AGA公司生产的红外热像仪在民用技术领域处于领先地位。但是,如何使红外测温技术得到广泛应用仍值得研究。红外测温仪的工作原理红外测温仪由光学系统,光电探测器,信号放大器,信号处理和显示输出组成。光学系统在其视场中收集目标红外辐射能量,视场的大小由温度计的光学部件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上,并转换为相应的电信号。该信号通过放大器和信号处理电路,并根据仪器的内部治疗算法和目标发射率进行校正。进入被测物体的温度。在自然界中,所有温度都高于绝对零值。所有恒温的物体都会向周围空间发射红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其在波长中的分布与其表面温度有着非常密切的关系。因此,通过辐射物体本身,红外能量的测量可以准确地确定其表面温度,这是测量红外辐射温度的客观依据。黑体是一种理想的辐射体,它吸收所有波长的辐射能而没有能量反射,并且表面的透射率为1。但是,自然界中存在的实际物体几乎不是黑体。为了理解和获得红外辐射的分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型。这就是普朗克。提出的体腔辐射的量化振荡器模型已经推导了普朗克黑体辐射定律,即以波长表示的黑体光谱辐射率。这是所有红外辐射理论的起点,因此被称为黑体辐射定律。辐射量取决于辐射的波长和物体的温度。制备方法,热处理过程以及表面状态和环境条件有关。因此,为了使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入与材料特性和表面状态有关的比例因子,即发射率。该系数表示实际值。对象的热辐射与黑体辐射的接近度在零到小于1之间。根据辐射定律,只要知道材料的发射率,红外辐射就可以。任何物体的特性都是已知的。影响发射率的主要因素这些因素是:材料类型,表面粗糙度,物理和化学结构,材料厚度等。当使用红外辐射温度计测量目标的温度时,目标在其波段内的红外辐射量必须首先进行测量,然后再通过温度计进行计算。找出被测目标的温度。单色温度计与波段中的辐射量成正比,双色温度计与两个波段中的辐射量成正比。一世红外温度测量采用逐点分析的方法,即对象从局部区域发出的热辐射聚焦在单个检测器上,并且辐射功率通过已知对象的发射率转换为温度。由于被测对象不同,测量范围和使用场合不同,红外测温仪的外观设计和内部结构也不同,但基本结构大体相似,主要包括光学系统,光电探测器,信号放大器,信号处理以及显示输出等部分。辐射器发出的红外辐射。进入光学系统,红外辐射被调制器调制为辐射,然后被检测器转化为相应的电信号。信号经过放大器和信号处理电路,并根据算法和仪器中的目标发射率进行校正后,转换为被测目标的温度值。红外测温仪分为三类:(1)人体红外测温仪:额头红外测温仪(以下简称额头测温仪)是利用红外接收原理对人体进行测量的温度计。使用时,只要检测窗与前额位置方便地对准,就可以快速,准确地测量人体温度。 (2)工业红外测温仪:工业红外测温仪测量物体的表面温度。它的光学传感器辐射,反射和传输能量,然后由探头收集并聚焦能量,然后通过其他电路将信息转换为读数显示。在机器上,装备有机器的激光在测量物体和提高测量精度方面更为有效。 (3)畜牧用红外温度计温度计:兽用红外非接触温度计根据普朗克原理,通过准确测量动物体表特定部位的体表温度,体表之间的温差温度和实际温度已校正。可以准确显示动物的个体体温。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定温度计的光谱响应或波长。对于高反射率的合金材料,发射率较低或变化。在高温区域中,用于测量金属材料的波长是近红外的,并且可以选择0.18至1.0μm的波长。对于其他温度区域,可以选择1.6μm,2.2μm和3.9μm的波长。由于某些材料在特定波长下是透明的,因此红外能量会穿透这些材料,因此应为该材料选择特殊的波长。例如,玻璃的内部温度应选择为10μm,2.2μm和3.9μm(被测玻璃必须非常厚,否则会透射)。玻璃的内部温度应为5.0μm。低测量区域应为8-14μm。又例如,选择波长为3.43μm的聚乙烯塑料膜,并使用波长为4.3μm或7.9μm的聚乙酸酯。如果厚度超过0.4mm,请选择8-14μm的波长。再例如,使用4.24-4.3μm的窄带测量火焰中的CO 2。使用4.64μm的窄带测量火焰中的C0。波长。确定响应时间:响应时间表示红外温度计对测得的温度变化的响应速度。定义为达到最终读数的95%所需的时间(双色比色光纤仅需要5%的能量)。与光电检测器有关,信号处理电路与显示系统的时间常数有关。新的红外测温仪的响应时间可以达到1ms。这比接触温度测量方法快得多。如果目标快速移动或测量快速加热的目标,则应选择快速响应的红外温度计,否则将无法获得足够的信号响应,从而降低了测量精度。但是,并非所有应用程序都需要快速响应的红外温度计。当固定或目标热过程存在热惯性时,响应时间温度计可以放宽。因此,红外测温仪响应时间的选择应适合被测目标的情况。确定光学分辨率(距离敏感度)光学分辨率由D与S的比值确定,D与S的比值是D与温度计之间到目标的距离D与测量点的直径S之比。如果由于环境条件必须将温度计安装在远离目标的地方,并且您需要测量小的目标,则应选择具有高光学分辨率的温度计。光学分辨率越高,即D:S比率增加,温度计的成本就越高。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定温度计的光谱响应或波长。对于高反射率的合金材料,发射率较低或变化。在高温区域中,用于测量金属材料的波长是近红外的,并且可以选择0.18至1.0μm的波长。对于其他温度区域,可以选择1.6μm,2.2μm和3.9μm的波长。由于某些材料在特定波长下是透明的,因此红外能量会穿透这些材料,因此应为该材料选择特殊的波长。例如,玻璃的内部温度应为1.0μm,2.2μm和3.9μm(被测玻璃必须很厚,否则会透射)。玻璃的内部温度应为5.0μm。低位区域应为8-14μm。例如,选择聚乙烯塑料膜的波长为3.43μm,选择聚酯类的膜的波长为4.3μm或7.9μm是合适的。如果厚度超过0.4mm,请选择8-14μm的波长。再举一个例子,使用4.24-4.3μm的窄带测量火焰中的CO2,使用4.64μm的窄带测量火焰中的CO。波长。确定响应时间:响应时间表示红外测温仪对测得的温度变化的响应速度,并定义为达到最终读数能量的95%所需的时间。它与光电探测器,信号处理电路和显示系统的时间常数有关。广州宏成香港CEM品牌红外测温仪的响应时间可以达到1ms。这比接触温度测量方法快得多。如果目标快速移动或测量快速加热的目标,则应选择快速响应的红外温度计,否则将无法获得足够的信号响应,从而降低了测量精度。但是,并非所有应用程序都需要快速响应的红外温度计。当在固定或目标热处理过程中存在热惯性时,温度计的响应时间可以放宽。因此,红外测温仪响应时间的选择应适合被测目标的情况。信号处理功能:离散过程(例如零件生产)的测量不同于连续过程,并且红外温度计需要具有信号处理功能(例如峰值保持,谷值保持和平均值)。例如,当在温度传送带上测量玻璃时,必须保持峰值,并将温度输出信号传送到控制器。环境条件的考虑:温度计所处的环境条件对测量结果有很大影响,应加以考虑并适当解决,否则会影响温度测量的准确性,甚至损坏温度计。当环境温度过高并且有灰尘,烟雾和蒸汽时,可以使用制造商提供的附件,例如防护罩,水冷,空气冷却系统和空气净化器。这些附件可以有效地解决环境影响并保护温度计,以实现准确的温度测量。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务以降低安装成本。当烟雾,灰尘或其他微粒降低测量能量时,则选择双色温度计。在噪声,电磁场,振动或难以进入的环境条件或其他恶劣条件下,光纤双色热敏仪表是选择。在密封或有害物质的应用中(例如容器或真空箱),温度计可透过窗户看。材料必须足够坚固以通过所用温度计的工作波长范围。还必须确定操作员是否也需要观察窗户,因此应选择适当的安装位置和窗户材料,以避免相互影响。在低温测量应用中,Ge或Si材料通常用作窗口,对可见光不透明,人眼无法通过窗口观察目标。如果操作员需要穿过窗户目标,则应使用同时透射红外辐射和可见光的光学材料。例如,应该使用同时透射红外辐射和可见光的光学材料,例如ZnSe或BaF2作为窗口材料。操作简单,使用方便:红外测温仪应直观,易操作且易于使用。