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紅外測溫儀的測量原理構(gòu)造
[ 2015/4/20 13:55:32 ]

  用紅外測溫儀進(jìn)行非接觸溫度測量有許多的優(yōu)點(diǎn),它的運(yùn)用范圍從很小或難以接觸到的物體至腐蝕性的化學(xué)物和敏感的表面物。

  由被測物輻射的紅外線所進(jìn)行溫度測量的測試儀器,按照德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN16160被稱為輻射溫度計(jì),輻射測溫儀或紅外測溫儀。這些名稱也適用于那些由被測體輻射的可見彩色射線所進(jìn)行溫度測量的儀器,及由相對(duì)頻譜的輻射密度導(dǎo)出溫度的儀器。

  一、紅外測溫儀溫度測量的優(yōu)點(diǎn)

  通過接收被測體輻射的紅外線而進(jìn)行的非接觸溫度測量有很多的優(yōu)點(diǎn)。這樣那些難以接觸到或運(yùn)動(dòng)著的物體就可毫無問題的進(jìn)行溫度測量,如傳熱性能差的或很小的熱容量材料。紅外測溫儀很短的響應(yīng)時(shí)間能快速地實(shí)現(xiàn)有效調(diào)節(jié)回路。測溫儀不擁有會(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物體,如用接觸測量,由于物體的導(dǎo)熱性將產(chǎn)生很大的測量誤差。這里可毫無疑問的使用測溫儀,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。通過遠(yuǎn)距離的搖控測量,可遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域,使操作人員無危險(xiǎn)性。

  二、紅外測溫儀的原理構(gòu)造

  把從被測物接收的紅外線,由透鏡經(jīng)過濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過被測物輻射密度的積分,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)。

  原理上有便攜式測溫儀和固定式測溫儀兩種,因此,在選擇合適的紅外測溫儀用于不同的測量點(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,測溫儀所指的測量塊或測量點(diǎn)可以看見,大面積的被測物可以經(jīng)常不要瞄準(zhǔn)器。在小的被測物和較遠(yuǎn)的測量距離時(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

  透鏡確定測溫儀的被測點(diǎn),對(duì)大面積的物體來說,一般帶有固定焦距的測溫儀足夠可以。但在測量距離遠(yuǎn)離聚焦點(diǎn)時(shí),測量點(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),測溫儀可調(diào)整測量距離,最新的測溫儀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

  溫度是與波長成反比的。在低物體溫度時(shí),對(duì)長波光譜區(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,因此測溫儀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的影響,在測量薄膜或玻璃時(shí),還要考慮到這些材料在一定波長內(nèi)不易穿透的。為了避免背景光線引起的測量誤差,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)射率隨著波長的減小而增大,經(jīng)驗(yàn)而談,測量金屬的溫度,一般選擇最短的測量波長。

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