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红外测温仪的工作原理

发布时间:2010-04-01

红外测温仪工作原理

红外线测温仪由光学系统,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。

1. 在热处理过程中,温度量测与控制十分重要,温度参数的准确度对产品的质量至关重要。当前热处理一般都采用感应加热设备,热电偶无法直接使用。红外测温仪无疑是该行业*佳的温度量测工具。红外测温仪非接触,快速响应,和良好的抗干扰性能等在该使用场合得到*佳发挥。采用红外测温仪量测工件表层更加可靠,准确,可满足热处理在800-1100 ℃范围内的要求。

2. 离子氮化热处理工艺更需要严格测定控制工作表层温度。若采用红外比色测温,不受炉内工件表层状况,窗口污染,炉内电离气体,辉光发电,阴极溅射等因素的影响,而且稳定性好,重复性强,并能进一步实现自动控温。实践证明,采用红外测温可使工件氮化质量获得保证,并可改善劳动条件,节约工时。

3.“发射率”整理:发射率,就是实际物品与同温度黑体在相同条件下的辐射能量之比。所谓相同条件是指相同的几何条件(发射辐射面积、量测辐射功率的立体角大小和方向)和光谱条件(量测辐射通量的光谱范围)。由于发射率与量测条件有关,故有几种发射率定义。

法向发射率

法向发射率是在辐射表层法线方向上的小立体角内量测的发射率,它是法线方向上的辐射亮度和通温度下黑体的辐射亮度之比。由于红外系统都是探测目标面法线方向上的一个小立体角内的辐射能量,因此法向发射率很重要。

半球发射率

半球发射率是辐射体单位面积向半球空间发射的辐射能通量(辐射出度)与同温度下黑体的辐射出度之比,其中又分为全量和光谱量两种。

对于黑体而言,各种发射率都等于1,而对于实际物品,各种发射率的数值都小于1. 我们目前所说的发射率都是平均发射率。

关于发射率修正:

不同物品表层的发射率个不相同,为了保证温度量测的准确性,一般要求发射率修正。由于测温仪是以黑体标定的,而任何物品表层发射率都比黑体发射率小。

发射率校正的方法是:根据不同的物品的发射率整理放大器的放大倍数,使具有某一温度的实际物品的辐射在系统汇总所产生的信号与具有同一温度的黑体所产生的信号相同。例如,某一物品的发射率为0.8,此时需要把放大器的放大倍数增大为原来的1/0.8=1.25倍即可。而在工业现场由于量测目标材料、形状及表层状态各异,一般很难确定目标发射率参数。还有其他因素引起的量测误差都会造成量测值和真实值的差异。发射率参数整理的引入可以很好的解决这个问题,且不影响量测线性。可用经验温度或者工艺温度为基础按一下步骤整理:

例如:测温仪的量程范围为:500-1400℃ ,真实温度为1200℃,量测温度为1150℃,此时发射率参数可整理为:

          (1150-500)÷(1200-500)=0.928∽0.93

经过如此整理使得量测值更接近真实值,也可以参照≤材料辐射率系数表≥整理。但该表中的参数不一定适用于工艺需要。必须明确,发射率整理引入的实质是为了矫正量测误差。

红外线测温仪的应用:

采暖通风及空调系统/风门:监视空气分层,供风/回风风门及炉子性能。

汽车:诊断缸头及加热或冷却系统。

预测性及预防性工业维修保养:检查变压器,配电盘,连接器,开关装置,旋转设备,炉子等。

过程控制及监控:检查钢铁,玻璃,塑料,水泥,造纸,食品及饮料工艺过程温度。

饮食服务及**:检测储藏,服务及存放温度。


红外测温仪正确选择

选择红外测温仪可分为3个方面:

(1)性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、量测精度、窗口、显示和输出、响应时间;

(2)环境和工作条件,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;

(3)其他选择方面,如使用哪个方便、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。

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