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如何选择红外测温仪测温仪是如何工作的

时间：2020-08-05 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

目前市场上红外测温仪产品很多，让我们有点眼花缭乱。那么如何正确准确选择红外测温仪呢？选择时既做到满足实际需要，又要少化钱，同时性能与质量得到保证。北京海洋兴业科技有限公司根据经验整理，认为选择合适的红外测温仪，应从以下几个方面入手：首先需要确定测量目标要求，考虑被测目标温度和大小、测量距离、被测目标的材料、目标所处环境；其次要考虑仪器的响应速度、测量精度、是在现场使用还是在线监测等；然后再选择红外测温仪的性能、功能和价格等，成为较佳搭配；最后也适当考虑使用方便性、品牌、维修和校准等质量保证与服务问题。这些要求具体如下：

1、测量温度范围：测温范围是红外测温仪较为重要的一个性能指标，每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围，建议您按照测量的需求，选择适当范围的红外测温仪。被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽，测温范围过宽，会降低测温精度，温度过高价格也贵，经济上有点不划算；温度过低不能满足要求。根据黑体辐射定律，在光谱的短波段由温度引起的辐射能量变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量变化，因此，测温时应尽量选用短波较好。一般来说，测温范围越窄，监控温度的输出信号分辨率越高，精度可靠性容易解决。

2、测量精度和最小分辨率：测量精度和分辨率是两个不同的概念，容易弄混。测量精度是保证测量是否准确的唯一指标，也是确定红外测温仪性能好坏的关键指标。分辨率是测量某一具体温度时的最小量度。

3、发射率：根据客户的使用反馈信息，当使用红外测温仪时，经常会出现测量偏差，其中有50%的情况，发射率是导致误差产生的祸首。由于红外测温仪适用于各种场合，被测物体表面的材料材质及颜色不同（尤其是HVAC系统中各种管道），其对外发射红外能量的能力就不一样。通过发射率调节，可减少由于材料而产生的测量误差。所以仪器是否具备这一功能至关重要。

4、目标尺寸：即光点尺寸(spot size)，就是测温仪测量点的面积。您距离目标越远，光点尺寸就越大。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，都不会对测量结果产生影响。甚至在能量衰减了95%情况下，仍能保证要求的测温精度。对于细小而又处于运动或震动之中的目标，比色测温仪是较佳选择，因为光线直径小、有柔性，可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量，可以测量难以接近、条件恶劣或靠近电磁场的目标。

5、距离系数比(D：S)：即光学分辨率，指红外测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如在远离测量直径小的目标时,应选择高比率的红外测温仪。而距离系数比越高,红外测温仪的成本也越高。为了获得精确的温度读数，测温仪与测试目标之间的距离必须在合适的范围之内。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。对于固定焦距的测温仪，在光学系统焦点处为光斑最小位置，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，变焦测温仪有一个最小焦点位置，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。

6、波长范围：目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长，对于高反射率合金材料，有低的或变化的发射率。在高温区，测量金属材料的较佳波长是近红外，可选用0.8～1.0μm。其它温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波长上是透明的，红外能量会穿透这些材料，对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用1μm、2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚，否则会透过)波长；测玻璃表面温度选用5μm；测低温区选用8～14μm为宜。如测量聚乙烯塑料薄膜选用 3.43μm、聚酯类选用4.3μm或7.9μm，厚度超过0.4mm的选用8-14μm。如测火焰中的CO用窄带4.64μm，测火焰中的NO2用4.47μm。

7、响应时间：响应时间为红外测温仪到达最后读数的95%能量所需要的时间，表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度，它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应，确定响应时间主要根据目标的运动速度和目标的温度变化速度。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外测温仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。然而，并不是所有应用都要求快速响应的红外测温仪。对于静止的或目标热过程存在热惯性时，响应时间就可以放宽要求了。

8、信号处理功能：鉴于离散过程(如零件生产)和连续过程不同，所以要求红外测温仪具有多信号处理功能(如峰值保持、最小值保持、平均值)可供选用，如测温传送带上的瓶子时，就要用峰值保持，其温度的输出信号传送至控制器内。否则测温仪读出瓶子之间的较低温度值。若用峰值保持，设置测温仪响应时间稍长于瓶子之间的时间间隔，这样至少有一个瓶子处于测量中。

9、环境条件：测温仪所处的环境条件对测量结果有很大影响，应予考虑并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起损坏。当环境温度高，存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下，可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪，实现准确测温。在确定附件时，应尽可能要求标准化服务，以降低安装成本。当在噪声、电磁场、震动或难以接近环境条件下，或其他恶劣条件下，烟雾、灰尘或其他颗粒降低测量能量信号时，光线比色测温仪是较佳选择。

在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱)，测温仪通过窗口进行观测；材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围；还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察，因此要选择合适的安装位置和窗口材料，避免相互影响。在低温测量应用中，通常用Ge或Si材料作为窗口，不透可见光，人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标，应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料，如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。当测温仪工作环境中存在易燃气体时，可选用本征安全型红外测温仪，从而在一定浓度的易燃气体环境中进行安全测量和监视。在环境条件恶劣复杂的情况下，可以选择测温头和显示器分开的系统，以便于安装和配置。

红外测温仪使用与操作要领

红外测温仪使用方便，可快速提供温度度量，在用热偶温度计丈量一个渗漏毗连点的时间内，用红外测温仪差不多可以读取全部相连点的温度。通常红外测温仪坚固耐用，在日常检查和车间都可随身携带。

红外测温仪使用时测量温度精确度高，通常在1℃以内，在使用中比较安全，能够安全地读取难以接近的或不可到达的目标温度，可以在仪器允许的范围内读取目标温度。非接触温度测量更可在不安全的或接触测温比较困难的区域进行，精确测量就象在手边测量一样容易

红外测温仪正是由于这诸多特点得以广泛应用，较为重要有以下几大范畴：食品区域（扫描管理、服务及贮存温度），电气区域（检查有故障的变压器、电气面板和接头），汽车工业区域（诊断汽缸和加热/冷却系统），HVAC区域（监视空气分层、供/回记录、炉体性能），其它区域（许多工程、基地和改造应用等区域均有在使用）。

要想在操作中更得心应手，我们还要了解一些使用要领：

A、红外线测温仪是不能透过玻璃进行测量温度，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外线温度读数。但是可通过红外线窗口测温。

　　B、红外线测温仪只能测量物体的表面温度，不能测量其内部温度。

　　C、要仔细定位热点，发现热点，用红外线测温仪器瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动,直至确定热点。

　　D、我们在使用红外线线测温仪时，要注意环境条件：烟雾、蒸汽、尘土等。它们均会阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。

　　E、使用红外线线测温仪时，还要注意环境温度，如果红外线测温仪突然暴露在环境温差为20度或更高的情况下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。

在使用红外测温仪测量温度时，被测物体发射出的红外线能量，通过红外线测温仪的光学系统在探测器上会转换为电信号，该信号的温度读数显示出来，有几个决定精确测温的重要因素，较为重要的因素是发射率、视场、到光斑的距离和光斑的位置。发射率，所有物体会反射、透过和发射能量，只有发射的能量能指示物体的温度。当红外线测温仪测量表面温度时，仪器能接收到所有这三种能量。所以，所有红外线测温仪必须调节为只读出发射的能量。测量误差通常由其它光源反射的红外线能量引起的。有些红外线测温仪可改变发射率，多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。

其它仪器为固定的予置为0.95的发射率。该发射率值是对于多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度，就要用一种胶带或平光黑漆涂于被测表面加以补偿。使胶带或漆达到与基底材料相同温度时，测量胶带或漆表面的温度，即为其真实温度。距离与光斑之比，红外线测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上，光学分辨率定义为红外线测温仪到物体的距离与被测光斑尺寸之比(D:S)。比值越大，红外线测温仪的分辨率越好，且被测光斑尺寸也就越小。激光瞄准，只有用以帮助瞄准在测量点上。红外线光学的新改进是增加了近焦特性,可对小目标区域提供精确测量，还可防止背景温度的影响。视场，确保目标大于红外线测温仪测量时的光斑尺寸，目标越小，就应离它越近。当精度特别重要时，要确保目标至少2倍于光斑尺寸。

近十年来非接触式红外线测温技术不断发展，除了传统的钢铁行业炼钢高温和化工行业有毒环境外，已在许多领域得到普遍应用，尤其值得一提的是2005年可怕的SARS病毒肆虐时的非典期。红外测温仪的适用范围不断扩大，在产品质量控制和监测、设备故障诊断以及节约能源等方面发挥着重要作用。红外线测温仪已被证实是检测和诊断电子设备故障的有效仪表工具。