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红外测温仪的原理
发布时间:2013-10-18   点击次数:2393次
  红外测温仪原理
  
  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。光学系统汇聚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,并按照仪器内置的算法和目标发射率校正、环境温度补偿后转变为被测目标的温度值。
  
  在自然界中,一切温度高于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——与它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,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
  
  红外测温仪原理
  
  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素在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
  
  当用红外辐射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。
  
  日常维护
  
  自我校准
  
  红外线测温仪确保测温精度zui重要的因素是发射率,到光斑的距离,光斑的位置,视场。自校准时完成基本误差的比对、测量距离变化影响、以及发射率的范围的确定,测试前将红外线测温仪调整到状态再用于现场测试。
  
  自校准方法如下:
  
  参照黑体炉的原理和实际工作经验,在自校准中采用的比对标准是自制简易黑体水箱,水箱规格为450mmx300mm,自铁皮制作,内部装有电加热器。用一块稳定性较好的1.5级压力式温度计(可用检定过的玻璃液体温度计代替)作为标准器测试水箱内温度,考虑到由于对大多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度进行测量时要用黑胶布或平光黑漆涂于被测表面加以补偿,使黑胶布或黑漆达到与基底材料相同温度时,测量胶布或漆表面的温度,即为真实温度的工作经验。同时考虑光斑定位测试,用80mmx80mm的黑胶布粘贴在与压力式温度计探头同一深度的液面,待水箱中的水沸腾5min后,水箱中的温场均匀时用红外线测试仪瞄准黑胶布中心点进行比对。
  
  技术要求:
  
  红外线测温仪的基本误差和测量距离变化影响不超过表一的规定。
  
  校准项目:
  
  根据现场使用情况及实践经验,校准项目主要完成外观检查、基本误差的测定、测量距离变化影响的测定和发射率的范围确定。
  
  校准步骤:
  
  1)外观检查,各部分装配完好,无缺损;
  
  2)字符、标志、刻度应完整清晰;
  
  3)外观和零部件应有良好处理,不得有锈蚀和霉斑;
  
  4)如出现“BAT”提示,及时更换电池;
  
  5)物镜、目镜无损伤,瞄准应清晰,如环境灰尘较大,应清洁透镜表面,用清洁空气吹掉表面浮尘,或用软毛刷刷掉灰尘。
  
  维护
  
  1.更换电池
  
  要安装或更换电池,按图2所示打开电池盒并放入电池。
  
  2.清洁透镜
  
  使用干净的压缩空气吹走脱落的粒子。用湿棉签小心地擦拭表面。棉签可用清水湿润。
  
  3.清洁机壳
  
  用肥皂和清水沾湿海绵或软布。为避免损坏测温仪,切勿将仪器浸入水中。
  
  应用领域
  
  1、食品领域(扫描管理、服务及贮存温度),
  
  2、电气领域(检查有故障的变压器、电气面板和接头),
  
  3、汽车工业领域(诊断汽缸和加热/冷却系统),
  
  4、HVAC领域(监视空气分层、供/回记录、炉体性能)。
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