介紹紅外高溫計(jì)的測(cè)量原理
紅外測(cè)溫儀溫度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)接收被測(cè)體輻射的紅外線而進(jìn)行的非接觸溫度測(cè)量有很多的優(yōu)點(diǎn)。這樣那些難以接觸到或運(yùn)動(dòng)著的物體就可毫無(wú)問(wèn)題的進(jìn)行溫度測(cè)量,如傳熱性能差的或很小的熱容量材料。紅外高溫計(jì)很短的響應(yīng)時(shí)間能快速地實(shí)現(xiàn)有效調(diào)節(jié)回路。高溫計(jì)不擁有會(huì)磨損的部件,因而就不存在如使用溫度計(jì)所存在的連續(xù)費(fèi)用。特別是在很小的被測(cè)物體,如用接觸測(cè)量,由于物體的導(dǎo)熱性將產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。這里可毫無(wú)疑問(wèn)的使用高溫計(jì),及用于腐蝕性的化學(xué)物或敏感的表層,如在油漆,紙張和塑料軌上。通過(guò)遠(yuǎn)距離的搖控測(cè)量,可遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域,使操作人員無(wú)危險(xiǎn)性。
二、紅外高溫計(jì)的原理構(gòu)造
把從被測(cè)物接收的紅外線,由透鏡經(jīng)過(guò)濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過(guò)被測(cè)物輻射密度的積分,產(chǎn)生一個(gè)與溫度成比例的電流或電壓信號(hào),在此后相連接的電器部件中,把此溫度信號(hào)線性化,發(fā)射率區(qū)域的修正,及轉(zhuǎn)換成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)。
原理上有便攜式高溫計(jì)和固定式高溫計(jì)兩種,因此,在選擇合適的紅外高溫計(jì)用于不同的測(cè)量點(diǎn)時(shí),以下的特征將是主要的:
1、瞄準(zhǔn)器
瞄準(zhǔn)器有此作用,高溫計(jì)所指的測(cè)量塊或測(cè)量點(diǎn)可以看見(jiàn),大面積的被測(cè)物可以經(jīng)常不要瞄準(zhǔn)器。在小的被測(cè)物和較遠(yuǎn)的測(cè)量距離時(shí),瞄準(zhǔn)器以透光鏡形式帶有儀表板刻度或激光指向點(diǎn)是值得推薦的。
2、透鏡
透鏡確定高溫計(jì)的被測(cè)點(diǎn),對(duì)大面積的物體來(lái)說(shuō),一般帶有固定焦距的高溫計(jì)足夠可以。但在測(cè)量距離遠(yuǎn)離聚焦點(diǎn)時(shí),測(cè)量點(diǎn)邊緣的圖像將不清楚。為此,采用變焦鏡更好,在所給予的變焦范圍內(nèi),高溫計(jì)可調(diào)整測(cè)量距離,最新的高溫計(jì)帶有變焦的可替換鏡頭,近透鏡和遠(yuǎn)透鏡可不需校準(zhǔn)復(fù)檢進(jìn)行更換。
3、傳感器,即光譜接收器
溫度是與波長(zhǎng)成反比的。在低物體溫度時(shí),對(duì)長(zhǎng)波光譜區(qū)域敏感的傳感器(熱膜傳感器或熱電傳感器)是很合適的,在高溫度時(shí),將用對(duì)短波敏感受的,由鍺,硅,銦-鎵等組成的光電傳感器。
在選擇光譜敏感性時(shí),還要考慮對(duì)氫氣和二氧化碳的吸收光譜帶。在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi),即所謂的“大氣層窗”,H2和CO2對(duì)紅外線幾乎是穿透的,因此高溫計(jì)的光變敏感性必須在此范圍內(nèi),以便排除大氣層濃度變化帶來(lái)的影響,在測(cè)量薄膜或玻璃時(shí),還要考慮到這些材料在一定波長(zhǎng)內(nèi)不易穿透的。為了避免背景光線引起的測(cè)量誤差,運(yùn)用相宜的,只接收表面溫度的傳感器,金屬有此物理特性,發(fā)射率隨著波長(zhǎng)的減小而增大,經(jīng)驗(yàn)而談,測(cè)量金屬的溫度,一般選擇最短的測(cè)量波長(zhǎng)。
三、發(fā)展趨向
如許多的傳感技術(shù)領(lǐng)域,高溫計(jì)的發(fā)展趨向也走向小型的,精巧的造型,圓型的,帶有中央螺紋的外殼是最理想地安裝于機(jī)器和設(shè)備的造型,這一發(fā)展趨向的實(shí)現(xiàn),是通過(guò)不斷的電器部件微型化,及高度的微積分使得愈來(lái)愈小的,愈來(lái)愈精致的電器部件濃縮于愈來(lái)愈小的空間。與過(guò)去模擬技術(shù)相比,通過(guò)微控件的應(yīng)用,提高了檢波器信號(hào)線性化高度的精密性,因而也提高了儀器的精確度。
市場(chǎng)供應(yīng)需要快速的,價(jià)廉的測(cè)量值接收,它能直接輸出一個(gè)與溫度成比例的,線性的電流/電壓信號(hào),測(cè)量值得處理,如平整功能,特殊值儲(chǔ)存,或邊界接觸將放置在智能顯示器,調(diào)節(jié)器或SPS(程序控制器)上,通過(guò)電纜外接的發(fā)射率調(diào)整,可以危險(xiǎn)區(qū)外,即便機(jī)器開(kāi)動(dòng)著,也可修正,這時(shí)也可由SPS來(lái)調(diào)整。 通過(guò)身控件的運(yùn)用,現(xiàn)在可毫無(wú)問(wèn)題地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線接口,但網(wǎng)絡(luò)連接至今還未實(shí)現(xiàn),對(duì)信號(hào)的繼續(xù)處理,還延用過(guò)去的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。在檢波器段,用了新的材料作光電傳感器,證實(shí)了敏感性的提高,乃至分辨率的提高。在熱膜傳感器中,新的傳感器只需要更短的調(diào)整時(shí)間,帶瞄準(zhǔn)器高溫計(jì)的最新發(fā)展,是變焦的更換鏡頭,不用校準(zhǔn)復(fù)檢即可替換,對(duì)不同的測(cè)量位置用同一基礎(chǔ)儀器,節(jié)約了倉(cāng)庫(kù)管理費(fèi)用。
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