一、为何采用红外测温仪?
红外测温仪采用红外技术可快速方便地测量物体的表面温度。不需要机械的接触被测物体而快速测得温度读数。只需瞄准,按动触发器,在LCD显示屏上读出温度数据。
红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的、危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。
红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。
二、红外测温仪如何工作?
红外测温仪接收多种物体自身发射出的不可见红外能量,红外辐射是电磁频谱的一部分,它包括无线电波、微波、可见光、紫外、R射线和X射线。红外位于可见光和无线电波之间,红外波长常用微米表示,波长范围为0.7微米-1000微米,实际上,0.7微米-14微米波带用于红外测温仪。
三、如何确保红外测温仪测温精度?
红外技术及其原理的无异议的理解为其精确的测温。当由红外测温仪测温时,被测物体发射出的红外能量,通过红外测温仪的光学系统在探测器上转换为电信号,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。当红外测温仪测量表面温度时,仪器能接收到所有这三种能量。因此,所有红外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能量引起的。有些红外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。红外光学的较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。
四、如何进行红外测温仪测温?
为了红外测温仪测温,将红外测温仪对准要测的物体,按触发器在仪器的LCD上读出温度数据,保证安排好距离和光斑尺寸之比,和视场。用红外测温仪时有几件重要的事要记住:
1、只测量表面温度,红外测温仪不能测量内部温度。
2、不能透过玻璃进行测温,玻璃有很特殊的反射和透过特性,不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪可以不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。
3、定位热点,要发现热点,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。
4、注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。
5、环境温度,如果红外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。
五、最普通的红外测温仪应用是哪些?
红外测温仪有许多应用,最普通的有:
1、汽车工业:诊断汽缸和加热/冷却系统。
2、HVAC:监视空气分层、供/回记录、炉体性能。
3、电气:检查有故障的变压器、电气面板和接头。
4、食品:扫描管理、服务及贮存温度。
5、其它:许多工程、基地和改造应用。
该产品密封性好,防水、防尘,结实耐用。
耐高温自带环温补偿以消除环境高温对测温的影响。
可存储1000组带日历时钟参数的温度数据。
抗烟雾抗水蒸气能力强。免调焦,操作方便、快速。
零摄氏度下仍可正常测量。
液晶显示,背景光设计,可在夜间观察温度。
焦化专用型,可选配焦化专用管理软件。
技术特点
手持式焦炉红外温度计是专门针对焦炉测温应用而设计的测温仪器。考虑焦炉工业现场环境温度高、粉尘严重、烟雾大
1.特殊的光学体系设计使仪器抗烟雾及抗水蒸汽能力较强。
2.带中心圆点的目视瞄准,中心圆点不仅指示出被测目标的位置且指示被测目标的真实大小。
3.测量时不需调焦,带日期/时间的测温存储数据无需手工记录数据时间。这些特点有利于高温环境下的移动应用,减少操作时间,减少操作人员的工作强度。
4.专用耐高温液晶屏和密闭的外观设计,防尘防水,使仪器适合高温、尘土、潮气严重的工业现场应用。
5.专用的键操作设计,简单明了。
6.采用新型高集成度智能芯片设计,功耗低,电池使用寿命长。
7.USB接口:通讯可靠、方便、快捷。
8.具有焦化校正功能:使测温更准确。
9.可提供符合中国炼焦企业多种工艺要求的焦化专用温度管理软件。
10.可以进行远程软件升级,以快的速度为用户远程售后服务,并为持续改进质量提供了技术保证。
规格参数:
测温范围:700 ~ 1600 ℃
工作波长:1.06 μm
测温准确度:±1%
重 复 性:±2‰
距离系数:70:1(或120:1)
测量距离:1.5m~∞
瞄准方式:带真实测量区大小指示的目视瞄准
响应时间:50ms
发射率调整:0.10~1.30(调整步长:0.01)
输出接口:USB(远红外传输)
按 键:6个有感轻触有声按键(单声有效,双声无效)
特殊功能:1000组带日期/时间参数的温度数据:
存储
存储数据查询
存储数据回放至PC机
存储数据清除
按用户设置时间的定时自动关机
现场温度校正
电源要求[1] 2节5号AA电池
功 耗 关闭背光条件下待机 < 3毫安
关闭背光条件下测温 <12毫安
开启背光条件下测温 <15毫安
电池寿命 关闭背光条件下每天连续使用2小时,少可连续使用4个月;开启背光条件下每天连续使用2小时,少可连续使用2个月。
重 量 1200 克(含电池)
安 装 1/4英寸螺孔
环境要求 环境温度:0-70℃,湿度:0-85%
注[1]:请使用LR6标记的电池,劣质电池会影响使用效果。
红外测温仪工作原理
红外测温仪是由光学系统、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,视场距离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与目标发射率校正后从而转变为被测目标的温度值。
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 —— 与物体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,便能准确地测定物体的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
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,其值在零和小于 1 的数值之间。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。
当用红外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。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。
红外测温仪的系统组成
红外测温仪采用逐点分析的方式,即把物体一个局部区域的热辐射聚焦在单个探测器上,并通过已知物体的发射率,将辐射功率转化为温度。由于被检测的对象、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不尽相同,但基本结构大体相似,主要包括光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成,其基本结构如图所示。
当辐射体发出的红外辐射,进入红外测温仪的光学系统,经调制器把红外辐射调制成交变辐射,由探测器转变成为相应的电信号,该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
选择红外测温仪
选择红外测温仪可分为三个方面:
性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等,也对测温仪的选择产生一定的影响。随着技术和不断发展,红外测温仪较佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器,扩大了选择余地。
确定测温范围
测温范围是测温仪较为重要的一个性能指标。如TIME(时代)、Raytek(雷泰)产品覆盖范围为-50℃-+3000℃,但这不能由一种型号的红外测温仪来完成。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的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。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的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用短波较好。 确定目标的物距比 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Raytek(雷泰)双色测温仪,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,没有充满现场,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%的情况下,仍能保证要求的测温精度。对于目标细小,又处于运动或振动之中的目标;有时在视场内运动,或可能部分移出视场的目标,在此条件下,使用双色测温仪是较佳选择。如果测温仪和目标之间不可能直接瞄准,测量通道弯曲、狭小、受阻等情况下,双色光纤测温仪是较佳选择。这是由于其直径小,有柔性,可以在弯曲、阻挡和折叠的通道上传输光辐射能量,因此可以测量难以接近、条件恶劣或靠近电磁场的目标。 确定红外测温仪光学分辨率(距离及灵敏) 光学分辨率由D与S之比确定,是测温仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S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。 确定红外测温仪的波长范围
目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱响应或波长。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0.18-1.0μm波长。其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。由于有些材料在一定波长是透明的,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10μm、2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测量玻璃内部温度选用5.0μm波长;测低区区选用8-14μm波长为宜;再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长,聚醋类选用4.3μm或7.9μm波长。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长;又如测火焰中的C02用窄带4.24-4.3μm波长,测火焰中的C0用窄带4.64μm波长,测量火焰中的N02用4.47μm波长。
响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反应速度,定义为到达最后读数的95%(双色比色光纤只需需5%能量)能量所需要时间,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。新型红外测温仪响应时间可达1ms。这要比接触式测温方法,快得多。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,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。因此,红外测温仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。 为什么使用红外测温仪
红外测温仪已被证实是检测和诊断电子设备故障的有效工具。可节省大量开支,用红外测温仪,你可连续诊断电子连接问题和通过查找在 DC 电池上的输出滤波器连接处的热点,以检测不间断电源( UPS )的功能状态,你可检验电池组件和功率配电盘接线端子,开关齿轮或保险丝连接,防止能源消耗;由于松的连接器和组合会产生热,红外测温仪有助于识别回路中断器的绝缘故障 . 或监视电子压缩机;日常扫描变压器的热点可探测开裂的绕组和接线端子。 使用红外测温仪的好处 便捷 红外测温仪可快速提供温度测量,在用热偶读取一个渗漏连接点的时间内,用红外测温仪几乎可以读取所有连接点的温度。另外由于红外测温仪坚实 . 轻巧,且不用时易于放在皮套中。在工厂巡视和日常检验工作时都可携带。
精确 红外测温仪通常精度都是 1 度以内。这种性能在做预防性维护时特别重要,如监视恶劣生产条件和将导致设备损坏或停机的特别事件时。用红外测温仪,你甚至可快速探测操作温度的微小变化,在其萌芽之时就可将问题解决,减少因设备故障造成的开支和维修的范围。
安全 红外测温仪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。非接触温度测量还可在不安全的或接触测温较困难的区域进行,精确测量就象在手边测量一样容易。 红外测温仪 在设备故障诊断时 的使用设备故障红外诊断较为重要的问题,是要求准确地获得被测设备的温度分布或故障相关部位温度值与温升值。这个温度信息不仅是判断设备有无故障的依据,也是判断故障属性、位置、严重程度的客观依据。因此,对被测设备故障相关部位温度的计算与合理修正,将是提高检测设备表面温度准确性的关键环节。然而在现场进行设备红外检测时,由于检测条件和环境的影响变化,可能导致同一设备因检测条件不同,而得到不同的结果。因此,为了提高红外检测的准确度,必须对现场检测过程中或对检测结果的分析处理中,采取相应的对策与措施或选择良好的检测条件,或对检测现场结果进行合理的修正。 选择红外测温仪考虑的因素 性能指标方面:如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;环境和工作条件方面 , 如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等; 其他选择方面,如使用方便、维修和校准性能以及价格等 , 也对测温仪的选择产生一定的影响。随着技术和不断发展,红外测温仪较佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器,扩大了选择余地。
确定测温范围:测温范围是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。因此 , 用户的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。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的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用短波较好。 确定光学分辨率(距离及灵敏):光学分辨率由 D 与 S 之比确定,是测温仪到目标之间的距离 D 与测量光斑直径 S 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。 红外测温仪使用时应注意哪些问题
为了测温,将仪器对准要测的物体,按触发器在仪器的LCD上读出温度数据,保证安排好距离和光斑尺寸之比,和视场。
红外测温仪使用时应注意的问题:
1、只测量表面温度,红外测温仪不能测量内部温度。
2、波长在5um以上不能透过石英玻璃进行测温,玻璃有很特殊的反射和透过特性,不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪可以不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。
3、定位热点,要发现热点,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。
4、注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。
5、环境温度,如果测温仪突然暴露在环境温差为20℃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。
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