红外基础理论
自然界一切温度在**零度
-273.15°C以上的物体,由于自身的分子热运动都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波,其辐射能量密度与物体本身的温度有关。红外线辐射是自然界存在的一种*为广泛的电磁波辐射,因为任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之辐射的能量愈小。
黑体辐射定律: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。应该指出,自然界中并不存在真正的黑体,但是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。
水银终结者
温度计通过使用在被加热或冷却的的方式下改变的方式下测量温度。**款温度计被称做测温器,
并且同时有多名发明家都发明了同样的温度计。意大利发明家Santorio Santorio
是**个在仪器上标示数据范围的。在
1593年由Galileo
Galilei 发明了一种不完全的水温度计,这是**次允许温度改变的状态下进行温度量测。
1714年
Gabriel
Fahrenheit 制造出以他名字命名的华氏刻度的水银温度计。
不幸的是,水银已由环境保护机构(
EPA)确定为顶极持久生物积累有毒(
PBT)化学品而被要求在全球范围内减少使用。
也许我们还会记得,有这样的
小孩子在地板上玩打碎玻璃水银温度计中的水银球。当小水银球*终不知滚落到何处时,那时的我们是很可悲的。现在我们都知道水银的毒性可以对身体的
每一个组织造成危害,包括大脑。
老式的水银温度含有大约
1克的水银,这足够污染一个
20亩的湖,体温计破碎后,水银形成许多水珠,很快挥发到空气中,损害人的神经系统,根据一
关心环境对卫生保健影响的国际联盟——无危害卫生保健组织的调查,温度计
的不恰当处理是水银挥发物的主要来源。一旦水银进入环境,在湖和河里的微生物会把它转化成更有毒的甲基水银,并在鱼和野生动物里堆积。
...
大多数人通过吃鱼而受到水银的毒害。孕妇、生育期的妇女和幼小的孩子由
于水银暴露处境尤其危险。
实际上,有名的国家科学研究院*近一份
报告表明每年超过60,000 孩子,可能因为他们母亲在怀孕期间吃的水银污染的鱼,而
处于无学习能力的风险。幸运的是,水银温度计正在逐步被淘汰。
随着电子和检测技术的发展,各种非接触红外温度计(
IRT)已经为工业、科学和家用所应用。在水银温度计所应用领域如工业、医学的实验室,
IRT可以取代大部分的应用。实际上,由为
IRT量测的直接性和非接触性,它已经广泛地用于汽车、食品、电子、
植物、塑料制品、纺织品,医药制品,能源,纸制品和家庭应用。
红外测温仪工作原理
红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪上,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,按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
使用红外测温仪的益处
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,不用时易于放在皮套中。所以当你在工厂巡视和日常检验工作时都可携带。
准确!红外测温仪能准确温。这种性能在你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。因为大多数的设备和工厂运转
365天,停机等同于减少收入,要防止这样的损失,通过扫描所有现场电子设备
-断路器.变压器.保险丝.开关.总线和配电盘以查找热点。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。
**!**是使用红外测温仪*重要的益处。不同于接触测温仪,红外测温仪能够**地读取难以接近的或不可到达的目标温度
,你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**的或接触测温较困难的区域进行,像蒸汽阀门或加热炉附近,他们不需在冒接触测温时一不留神就**手指的风险。高于头顶
25英尺的供/回风口温度的**测量就象在手边测量一样容易。
Raytek红外测温仪都有激光瞄准,便于识别目标区域。有了它你的工作变的轻松多了。
如何用红外测温仪测量温度
下列为测温仪的三种测温技术:
点测量:测定物体全部表面温度,像发动机或其他设备
温差测量:比较两个独立点的测量温度,像连接器或断路器
扫描测量:探测在宽的区域或连续区域目标变化。象制冷管线或配电室。
选择红外测温仪主要考虑
温度范围
: 所选仪器的温度范围应与具体应用的温度范围相匹配。
目标尺寸
: 测温时,被测目标应大于测温仪的视场,否则测量有误差。建议被测目标尺寸超过测温仪视场的
50%为好。
光学分辨率(
D:S)
: 即测温仪探头到目标直径之比。如果测温仪远离目标,而目标又小,应选择高分辨率的测温仪。
**测量温度技巧
当测量发光物体表面温度时,如铝和不锈钢,表面的反射会影响红外测温仪的读数。在读取温度前,可在金属表面放一胶条,温度平衡后,测量胶条区域温度。
要想红外测温仪可从厨房到冷藏区来回走动仍能提供**的温度测量,就要在新环境下经过一段时间以达到温度平衡后再测量。*好将测温仪放在经常使用的场所。
用红外测温仪读取流体食品的内部温度,像汤或酱,必须搅动,然后就可测表面温度。使测温仪远离蒸汽,以避免污染透镜,导致不正确的读数。
发射率
物体向外发射的辐射强度取决于目标物体的温度和物体表面材料的辐射特性。发射率参数描述物体向外辐射红外能量的能力。仪器将物体发射率预设为
0.95,测量光亮或抛光表面时,由于其发射率远小于
0.95,会导致读数不准,解决办法是用胶带或黑漆覆盖测量表面,等待覆盖物与物体温度一致时,通过测量覆盖物的温度来确定物体温度。
发射率对照表
材料名称
|
|
发射率
|
材料名称
|
|
发射率
|
铝
|
氧化
|
0.2-0.4
|
纺织品
|
|
0.95
|
抛光
|
0.02-0.04
|
玻璃
|
餐具
|
0.85
|
铜
|
氧化
|
0.4-0.8
|
沙砾
|
|
0.95
|
抛光
|
0.02-0.05
|
冰
|
|
0.98
|
黄金
|
|
0.01-0.1
|
碳胶
|
|
0.9
|
铁
|
氧化
|
0.5-0.9
|
石墨
|
氧化
|
0.2-0.6
|
钢
|
氧化
|
0.7-0.9
|
纸
|
各种颜色
|
0.95
|
石棉
|
|
0.95
|
橡胶
|
|
0.95
|
沥青
|
|
0.95
|
塑胶
|
透明度>0.5mm
|
0.95
|
石膏
|
|
0.8-0.9
|
皮肤
|
|
0.98
|
水
|
|
0.93
|
木头
|
|
0.9-0.95
|
陶器
|
|
0.95
|
雪
|
|
0.9
|
混凝土
|
|
0.95
|
土壤
|
|
0.9-0.98 |