红外测温仪测量原理标准及发展趋势中国工业网

时间:2019-02-11 20:49:02 来源:新凤凰娱乐 作者:匿名


使用红外测温仪进行非接触式温度测量具有许多优点,从非常小或难以触及的物体到腐蚀性化学品和敏感表面。本文将讨论这一优势,给出红外测温仪的正确选择,以确定应用范围。由于原子和分子的运动,每个物体辐射电磁波。非接触式温度测量的最重要波长或光谱范围是0.2至2.0μm范围内的自然辐射。它被称为热辐射或红外线。

根据德国工业标准DIN16160,用于测量从测试对象辐??射的红外线温度的测试仪器被称为辐射温度计,辐射温度计或红外线温度计。这些名称也适用于测量受试者辐射的可见颜色光线温度的仪器,以及根据相对光谱的辐射密度得出温度的仪器。

一,红外测温仪测温的优点

通过接收由被测体辐射的红外线进行的非接触温度测量具有许多优点。难以到达或移动的这些物体可以在没有问题的情况下进行温度测量,例如差的传热性能或小的热容材料。红外测温仪的响应时间短,可以快速实现有效的调节回路。温度计没有可以磨损的部件,因此使用温度计不会产生持续的成本。特别是在非常小的物体中,如接触测量,由于物体的导热性会产生很大的测量误差。毫无疑问,可以使用温度计,腐蚀性化学品或敏感表面,如油漆,纸张和塑料导轨。远程控制可用于使操作员远离危险区域而不会有风险。

二,红外测温仪的原理结构

从被测物体接收的红外线通过透镜通过检测器上的滤光器聚焦。检测器通过积分测量对象的辐射密度产生与温度成比例的电流或电压信号。在随后连接的电气元件中,温度信号被线性化,发射率区域被校正,并被转换成标准。输出信号。

原则上,有两种便携式温度计和固定温度计。因此,在为不同的测量点选择合适的红外测温仪时,主要有以下特点:1,视线

瞄准具有这种效果。可以看到温度计指向的测量块或测量点。被测物体的大面积通常可以避开视线。在小物体和远距离测量的情况下,建议瞄准具具有透光镜形式的仪表板刻度或激光指向点。

2,镜头

镜头确定温度计的测量点。对于大面积物体,具有固定焦距的温度计通常就足够了。但是,当测量距离远离焦点时,测量点边缘的图像将不清楚。因此,最好使用变焦镜头。温度计可以在给定的变焦范围内调整测量距离。最新的温度计配有可缩放的可更换镜头。无需校准即可更换近镜头和远镜头。 。

3,传感器,即频谱接收器

温度与波长成反比。在低物体温度下,对长波光谱区域敏感的传感器(热膜传感器或热电传感器)是合适的。在高温下,它们对短波敏感,由锗,硅,铟镓等组成。光电传感器。

选择光谱灵敏度时,请考虑氢气和二氧化碳的吸收带。在一定波长范围内,所谓的“大气窗口”,H2和CO2对红外线几乎是透明的,因此温度计的光敏度必须在此范围内,以消除大气浓度变化的影响。当测量薄膜或玻璃时,还认为这些材料不容易在特定波长下穿透。为了避免由背景光引起的测量误差,仅接收表面温度的适当传感器,金属具有这种物理性质,并且发射率随着波长的减小而增加。经验,测量金属的温度,选择是最短的。测量波长。

三是发展趋势

与传感技术的许多领域一样,温度计的发展趋势也朝着小巧,紧凑的形状,圆形和中心螺纹外壳的方向发展,这些外壳理想地安装在机器和设备上。通过电子元件的不断小型化和高度微积分来实现实现,这使得越来越小,更复杂的电子元件集中在越来越小的空间中。与过去的模拟技术相比,微控制器的应用提高了探测器信号线性化高度的精度,从而提高了仪器的精度。市场供应需要快速,廉价的测量接收,可以直接输出与温度成比例的线性,电流/电压信号,值得处理的测量,如水准测量功能,特殊值存储或边界接触将被放置在智能显示屏上,调节器或SPS(程序控制器),通过电缆的发射率调整可以在危险区域外调整,即使机器开启,也可以进行校正,也可以通过SPS进行调整。通过使用主体控制,现在可以毫无问题地实现数据总线接口,但是还没有实现网络连接,并且信号处理继续,并且还使用过去的标准模拟信号。在探测器部分,新材料被用作光电传感器,证实了灵敏度甚至分辨率的提高。在热膜传感器中,新传感器只需要更短的调整时间。视力温度计的最新发展是变焦镜头的替代镜头。它可以在不进行校准的情况下进行更换,并且相同的基本仪器可用于不同的测量位置。 ,节省仓库管理成本。

第四,选择温度计的主要标准

温度计的应用主要取决于测量范围。无论是测量电压还是测量区域的初始值,都应符合测量工作的要求。选择的测量电压越大,分辨率越小,精度越差,特别是在低测量温度起始值时,选择大的测量电压会使精度降低两倍,因此建议选择尽可能小的测量电压。

测量区域的初始值决定了光谱的灵敏度,甚至决定了探测器的类型。由于发射率,测量误差调整不正确。短波传感器明显小于长波传感器,因此热膜传感器(8至14μm)在800°C时,由发射率的错误调整引起的测量误差是发射率的五倍。锗 - 光电二极管(1,1至1,6μm)。锗光电二极管的传感器允许的测量范围约为250°C。

例如,在陶瓷工业或发电厂的燃烧过程中,测量范围通常为0至1300℃。为避免大的误差,应使用短波检测器温度计。尽管其温度测量范围为250至1300°C

选择合适的温度计的另一个标准是节距比。这是指测量距离与测量点直径之间的比例关系。如果被测物体较小,测量距离较大,或者所谓的“热点”位于较大区域,则需要较大的间距比。相反,如果大面积测量点由于传感器对测量点的值而具有稳定的输出信号,则选择小的节距比。此外,有必要确定温度计是否有瞄准装置,因为瞄准装置会使成本增加50%。这里的关键是下属的价格。在大面积测量物体时,通常不需要组装瞄准器。相反,它是一个外部瞄准器,用于在安装过程中校正温度计,因此具有价格优势,并且许多测量只需要一次瞄准。

对于小型测量对象或测量彼此远离的距离,您需要能够随时瞄准。在带有仪表刻度的透光镜中,可以看到测量点的实际尺寸。更便宜的是用激光指向点,但它只能逐点测量。当测量类似类型如闭合炉时,需要它。透视窗口。因此有必要决定是否需要温度计以及南非想要的功能?例如,水平调节功能,特殊值存储,边界接触或计算机接口,温度计温度的发射率调节的可能性适合于测量物体的表面。这是必须的,通过连接记录仪,调节器或程序控制器可以廉价地实现其他功能。此外,对于某些应用,外部结构也是决定性因素。在较高的环境温度下,温度计仅具有透镜的光学部分,并且光缆连接到电气部件并远离高温区放置。优点是可以节省冷却装置。

最后,温度计模型是光谱温度计,或比率(双色)温度计。频谱温度计接收辐射密度波长。不同之处在于比率温度计具有双传感器和两个单传感器。它将测量两种不同波长的辐射密度。两个检测器信号的比率再现了温度的比例关系。由于诸如蒸汽的中间介质,灰尘在温度计的辐射范围内,或者发射率在一定程度上变化。在这两行的范围内不显示信号变化。然而,单色光谱温度计将立即显示出这种变化,因此速率温度计是管式转换器或辐射干扰严重的金属制造和加工行业的首选。