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什么是红外测温仪 测温仪是如何工作的

时间:2020-08-04    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
1、红外原理:任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃),就有热辐射向外发射,物体温度不同,其辐射出的能量也不同,且辐射波的波长也不同,但总是包含着红外辐射在内,千摄氏度以下的物体,其热辐射中较强的电磁波是红外波,所以对物体自身红外辐射的测量,便能准确测定它的表面温度,这就是红外测温仪测温依据的客观基础和基本原理。 

黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为1。但是,自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体,为了弄清和获得红外辐射分布规律,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子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称黑体辐射定律。 

所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在0和1之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因纱在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。 

2、红外测温仪的工作原理和结构: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。 

红外测温仪的测温原理是将物体(如钢水)发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体(如钢水)本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体(如钢水)的温度。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温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。 

当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪),单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。 

3、红外测温仪的发展和分类:红外测温技术已发展到可对有热变化表面进行扫描测温,确定其温度分布图像,迅速检测出隐藏的温差,这就是红外热像仪。红外热像仪最先应用于军事上,美国TI公司研制出世界上第一台红外扫描侦察系统,以后红外热成像技术在西方国家陆续用于飞机、坦克、军舰和其它武器上,作为侦察目标的热瞄系统,大大提高了搜索、命中目标的能力。红外测温仪大致分类如下:(1)红外点温仪:包含便携式和固定式两种;(2)红外扫描仪;(3)红外热像仪。
红外线测温仪的常见应用介绍

  非接触式测温仪常用于:冶金:连铸、热轧(除鳞机、轧机机组、卷曲机、卷材箱)冷轧、棒/线材轧制、高炉热风炉、热处理;

  中、高频的加热炉等电力:高压开关柜温度监控、高压电网热点巡检(电连接器、变压器)等水泥:

  用于回转窑窑体温度监测和成像玻璃:玻璃密封、成型、弯曲、以及玻璃加工过程中的瑕疵检测及质量提高;

  主要应用于熔炉、平板玻璃、模具和芯模、玻璃纤维、汽车玻璃、灯泡、泡壳和管材,瓶罐容器和特种玻璃等玻璃加工工艺其它:制鞋、工业微波炉、半导体、太阳能、食品加工等。

  在线测温仪如应于玻璃行业的情况下,在选配在线测温仪时,距离比度必须超过150:1。

  玻璃的反射和透射性能不同于其它材料,但如果被测物体的温度超过250℃时,红外测温仪是可以透过玻璃窗口进行温度测量的,并且测量的精度不受影响。

  如何保证测量现场温度的精度?

  完全理解红外技术及其原理是准确测量温度的基础。

  使用红外测温仪测量温度时,从被测物体发出的红外能量通过红外测温仪的光学系统被传感器转换为电信号,该信号再显示为温度读数及(或)热像。

  有几种因素决定测量精度,重要的因素是辐射系数、距离远近(距离系数)和视场。

  红外测温仪工作原理是什么?

  红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。

  光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号,该信号再经换算转变为被测目标的温度值。

标签: 红外线测温仪
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红外测温仪的原理是怎样的呢

    红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。

    建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。

    如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。

    相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。

    对于比色测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。

    因此当被测目标很小,不充满视场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡,对辐射能量有衰减时,都不对测量结果产生重大影响。

    对于细小而又处于运动或震动之中的目标,比色测温仪是选择。

    这是由于光线直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量。

    红外测温仪根据原理及距离系数解析

    红外线测温仪距离系数是什么?

    距离系数由D:S之比确定,即红外测温仪测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。

    如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。

    光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。

    红外测温仪D:S的范围从2:1(低距离系数)到高于300:1(高距离系数)。

    如果测温仪远离目标,而目标又小,就应选择高距离系数的测红外线测温仪温仪。

    对于固定焦距的测温仪,在光学系统焦点处为光斑位置,近于和远于焦点位置光斑都会增大,存在两个距离系数。

    因此,为了能在接近和远离焦点的距离上准确测温,被测目标尺寸应大于焦点处光斑尺寸;

    变焦测温仪有一个焦点位置,可根据到目标的距离进行调节。

    增大D:S,接收的能量就减少,如不增大接收口径,距离系数D:S很难做大,这就要增加仪器成本。

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