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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: 2019-08-01 14:45:26 * 浏览: 1
红外测温仪的温度测量原理是将物体(如钢水)发出的红外线的辐射能量转换成电信号。根据电信号的大小,红外辐射能量的大小对应于物体(例如钢水)本身的温度。 ,您可以确定物体(如钢水)的温度。开发了红外测温技术,通过热变化扫描和测量表面,确定温度分布图像,并快速检测隐藏的温差。这是红外相机。红外摄像机最初是在军队中使用的。美国TI公司19年来开发出世界上第一台红外扫描侦察系统。后来,红外热成像技术被用于西方国家的飞机,坦克,军舰和其他武器。作为侦察目标,热瞄准系统极大地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然是一个值得研究的应用课题。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,显示输出等组成。光学系统将目标红外辐射能量收敛到其视场中。视场的大小由温度计的光学部件及其位置决定。红外能量聚焦在光电探测器上并转换成相应的电信号。信号通过放大器和信号处理电路并遵循仪器内部治疗的算法,并且在校正目标发射率之后,将其转换为测量目标的温度值。在自然界中,所有温度都很高。绝对零的目标是不断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波长分布与其表面温度密切相关。因此,通过物体本身,辐射的红外能量的测量可以精确地确定其表面温度,这是测量红外辐射的客观基础。黑体是一种理想的辐射体,可以吸收所有波长的辐射能量而无需能量。反射和透射,表面发射率为1.然而,自然界中存在的实际物体几乎不是黑色。为了阐明和获得红外辐射分布规律,有必要在理论研究中选择合适的模型。 Langke提出的体腔辐射量子化振子模型,推导出普朗克黑体辐射定律,即由波长表示的黑体光谱辐照度,是所有红外辐射理论的起点,因此被称为黑体辐射法。所有实用物体的辐射量取决于辐射的波长和物体的温度,以及构成物体的材料。其类型,制备方法,热处理,表面状况和环境条件是相关的。因此,为了将黑体辐射定律应用于所有实际物体,必须引入与材料特性和表面状态相关的比例系数,即发射率。它表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在0到小于1之间。根据辐射定律,只要材料的发射率已知,红外辐射特性任何物体都是已知的。主要因素是:材料类型,表面粗糙度,物理和化学结构以及材料厚度。当使用红外辐射温度计测量目标温度时,首先测量目标范围内的红外辐射量,然后测量温度。仪器计算待测量目标的温度。单色温度计与光带中的辐射量成正比,双色温度计与辐射的比例成正比这两个乐队。红外温度测量使用逐点分析方法,即,将物体的局部区域的热辐射聚焦在单个检测器上,并通过已知物体的发射率将辐射功率转换成温度。由于物体,测量范围和用例的不同,红外测温仪具有不同的设计和内部结构,但基本结构相似,包括光学系统,光电探测器,信号放大器和信号处理,显示输出。部分组成。散热器发出的红外辐射。进入光学系统,红外辐射由调制器调制,以将辐射转换成相应的电信号。信号通过放大器和信号处理电路,并在根据仪器中的算法和目标发射率进行校正后转换为被测物体的温度值。红外测温仪分为三类:(1)人体红外测温仪:红外测温仪(以下简称温度计)是利用红外接收原理测量人体的温度计。使用时,只需要方便地将检测窗口与前额位置对齐,以快速准确地测量体温。 (2)工业红外测温仪:工业红外测温仪测量物体的表面温度。光传感器辐射,反射和传输能量。然后通过探头收集并聚焦能量,然后另一个电路将信息转换成读数显示。在机器上,配备该机器的激光在对准被测物体和提高测量精度方面更有效。 (3)动物湿度红外线温度计温度计:兽医红外线非接触式温度计基于普朗克的原理。通过精确测量动物体表特定部位的体表温度,校正体表温度与实际温度之间的温度差。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了温度计的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料,发射率较低或不同。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外波长,波长为0.18-1.0μm。其他温度区域有1.6μm,2.2μm和3.9μm波长。由于某些材料在某些波长下是透明的,因此红外能量可以穿透这些材料,并且应该为这种材料选择特殊波长。例如,测量玻璃的内部温度应为10μm,2.2μm和3.9μm(待测玻璃应该很厚,否则会通过),测量玻璃的内部温度应为5.0μm,下部区域应为8-14μm。例如,选择聚乙烯塑料膜的波长为3.43μm,选择聚乙酸酯的波长为4.3μm或7.9μm。电极的厚度超过0.4mm,使用8-14μm的波长。例如,测量火焰中具有4.24-4.3μm窄带的CO 2的波长。火焰中的C0用4.64μm的窄带测量,火焰中的N02用4.47μm测量。波长。确定响应时间:响应时间表示红外测温仪对测量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(双色比色光纤只需要5%的能量),并且它与光电探测器相关联。信号处理电路与显示系统的时间常数有关。新型红外测温仪的响应时间可达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目标,请使用快速响应红外测温仪。否则,将无法获得足够的信号响应,这将降低测量精度。但是,并非所有应用都需要快速响应的红外测温仪。对于静止或目标温度下的热惯性恶意过程,温度计的响应时间可以放松。因此,红外测温仪的响应时间应根据目标情况选择。确定光学分辨率(距离线灵敏度)光学分辨率由D与S的比率决定,该比率是温度计与目标之间的距离D与测量的光斑直径S之比。如果必须安装温度计由于环境的限制,从目标,但要测量小目标,你应该选择一个高光学分辨率的温度计。光学分辨率越高,即D:S比越高,温度计的成本越高。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定了温度计的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料,发射率较低或不同。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外波长,波长为0.18-1.0μm。其他温度区域有1.6μm,2.2μm和3.9μm波长。由于某些材料在某些波长下是透明的,因此红外能量可以穿透这些材料,并且应该为这种材料选择特殊波长。例如,测量玻璃的内部温度应为1.0μm,2.2μm和3.9μm(待测玻璃应该很厚,否则会通过),测量玻璃的内部温度应为5.0μm,下部区域应为8-14μm。例如,选择聚乙烯塑料膜的波长为3.43μm,选择聚酯的波长为4.3μm或7.9μm是合适的。电极的厚度超过0.4mm,使用8-14μm的波长。例如,用4.24-4.3μm的窄带测量火焰中的CO2,用4.64μm的窄带测量火焰中的CO,用4.47μm测量火焰中的NO2。波长。确定响应时间:响应时间是红外测温仪对测量温度变化的响应时间,定义为达到最终读数的95%所需的时间,这与光电探测器的时间常数有关,信号处理电路,和显示系统。广州宏诚香港CEM品牌红外测温仪响应时间可达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目标,请使用快速响应红外测温仪。否则,将无法获得足够的信号响应,这将降低测量精度。但是,并非所有应用都需要快速响应的红外测温仪。对于静止或目标热过程中的热惯性,可以放松温度计的响应时间。因此,红外测温仪的响应时间应根据目标情况选择。信号处理:测量离散过程(如零件生产)和连续过程需要具有信号处理功能的红外温度计(如峰值保持,谷值保持,平均值)。例如,当测量传送带上的玻璃时,使用峰值,并且温度的输出信号被传输到控制器。环境条件考虑因素:温度计所处的环境条件对测量结果有很大影响,应予以考虑并妥善解决。否则,温度测量精度可能会受到影响甚至导致温度计损坏。当环境温度过高,存在灰尘,烟雾和蒸汽时,您可以使用防护罩,水冷却,空气冷却系统,空气净化器等附件。这些附件有效地解决环境影响并保护温度计以获得准确的温度测量。在确定附件时,应尽可能地要求标准化服务以降低安装成本。当烟雾,灰尘或其他颗粒降低测量的能量信号时,双色温度计是最佳选择。光纤双色温度计是噪声,电磁场,振动或难以接近的环境条件或其他恶劣条件下的最佳选择。在密封或危险材料应用中(例如,containers或真空箱),通过窗口观察温度计。材料必须足够坚固,以通过所用温度计的工作波长范围。同时确定操作员是否还需要通过窗口观察,因此选择合适的安装位置和窗口材料以避免相互影响。在低温测量应用中,Ge或Si材料经常用作窗户,其对可见光不透明,并且人眼不能通过窗户观察目标。如果操作者需要穿过窗口目标,则应使用透射红外辐射和可见光的光学材料。例如,使用红外辐射和可见光两者的光学材料如ZnSe或BaF2应该用作窗口材料。操作简单方便:红外测温仪应直观,操作方便,操作者易于使用。便携式红外测温仪是一种小巧轻便的便携式设备,结合了温度测量和显示输出。温度测量仪可以在显示面板上显示温度并输出各种温度信息,有些可以通过遥控器或计算机软件程序进行操作。在恶劣的环境条件下,可以选择单独的温度探测器和显示器系统,以便于安装和配置。可以选择与当前控制设备匹配的信号输出形式。红外辐射温度计的校准:必须校准红外温度计,以正确显示目标的温度。如果使用的温度计超出温度,则需要将其送回工厂或维修中心进行重新校准。