1 发现
经过反复试验,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的“热线”,这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧,叫做红外线。(不过,要说明的是,事实上太阳发出的能量以波长580nm的绿光最强。)
红外线是一种电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质。红外线的波长在0.76~100μm之间,位于无线电波与可见光之间。任何物体,只要它的温度比零下273度高,就无一例外地发射出红外线。
2 原理
在自然界中,一切温度高于绝对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。
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后转变为被测目标的温度值。除此之外,还应考虑目标和测温仪所在的环境条件,如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。
3 黑体定律
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。
物体发射率对辐射测温的影响:自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体。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。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: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。
4 手持测仪
手持式红外测温仪又名便携式红外测温仪,是一种小巧,便于携带的红外测温仪。
手持式红外测温仪
5 选择
可分为三个方面:
性能指标方面,如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等;环境和工作条件方面,如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等;其他选择方面,如使用方便、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。随着技术和不断发展,红外测温仪最佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器,扩大了选择余地。
6 应用
红外测温技术在生产过程中,在产品质量控制和监测,设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来,非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展,性能不断完善,功能不断增强,品种不断增多,适用范围也不断扩大,市场占有率逐年增长。国产的优势在与性价比高,相对进口的价格低,售后方便快捷。比起接触式测温方法,红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列,并备有各种选件和计算机软件,每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中,正确选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。
非接触红外测温仪和传统的接触类测温仪有何不同
非接触红外测温仪
| 接触类测温仪
|
1.非接触测温对物体无影响
| 1.接触测温对被测物温度场有影响
|
2.检测物体表面温度
| 2.不适合测瞬态温度
|
3.反应速度快,可测运动中的物体和瞬态温度
| 3.不便于测运动中的物体
|
4.测量范围宽
| 4.测量范围不够宽,且耗材
|
5.测量精度高,分辨率小
| 5.不适合测量有毒、高压等危险场合
|
6.可对小面积测温
| 使用
|
7.可同时对点,线,面测温
| |
8.可测绝对温度,也可测相对温度
|
7 应用案例
热风炉拱顶温度的测量:
热风炉拱顶是一种特殊的场合,拱顶温度的测量既要解决被测目标的高温、高压问题、又要适应一年四季露天环境变化的要求。我们经过反复实践改进,设计了一套带有密封窗的专用保护装置。其使用方法是将装有保护装置的红外探头,固定安装在拱顶上原来插热电偶的位置上,使探头能通过密封窗口和热电偶插孔,瞄准热风炉内部,测得热风炉拱顶的温度,探头信号经电缆送至安装于控制柜上的仪表箱处理后,显示温度值,并输出4-20mA标准电流信号,送记录仪或计算机进行处理。由于本系统的红外探头不接触高温目标,故具有稳定可靠,使用寿命长的特点,通常可以连续运行五年以上,可以减小热电偶消耗,大大降低设备运行成本和维护工作量。
热风管道内部温度的测量:
本系统的测温装置与拱顶测温系统基本相似,将配有保护装置的红外探头安装在热风管道原来热电偶的插孔上,将红外探头透过保护装置的密封窗,再经原电偶的插孔,瞄准热风管道内部,从而测得热风管道内部的温度。由于本系统的测温探头安装在密封窗外边,整个测温系统与管内热风完全隔离,故本系统在调换探头或其它维护工作都可以在不影响管内热风工作状态的情况下进行。而原来常用的热电偶必须在休风状态下调换,加上热电偶属易耗品,损坏较频繁。本测温系统能减少热电偶消耗,降低设备的运行成本。
炉前铁水温度的测量:
亚泰光电红外测温仪测量炉前铁水的方法是:将装有吹风套的红外测温探头固定安装在距铁水5-15米的支架上,并且瞄准铁水沟,对每炉铁水进行连续扫瞄测量,其探头测得的温度信号接记录仪打印温度曲线或送计算机进行数据处理。本系统最大的优点就是能对每炉铁水温度进行自动连续测量,能有效避免人工插入测温法带来人为因素的影响。通过分析记录的温度曲线或其它计算机处理信息,能较真实地反映出每炉铁水温度的变化趋势,直观地读出每炉的最高温度,为生产管理和工艺改进提供有力的依据。该系统已有鄂钢、首钢等单位使用,并取得用户的好评。
8 技术参数
红外测温仪的主要参数有距离系数,测温范围,测量精度,响应波长,瞄准方式等。如下图:
型号
| TI213
|
测量范围
| -25℃ --1200℃
|
测量精度
| 读数值的±1%或±1℃
|
重复精度
| ±0.5%或±0.5℃
|
距离系数
| 80:1
|
显示分辨率
| 1℃或1℉
|
显示方式
| 4位LCD
|
功能
| 最大值/最小值/平均值/温差值, 显示保持,欠压指示,
上下限报警
|
发射率
| 0.1—1.00
|
响应时间
| 小于200ms/
|
瞄准方式
| 同轴激光瞄准
|
工作波段
| 8—14μm
|
环境等级
| Ip65
|
环境温度
| -10℃-- +60℃
|
相对湿度
| 10% RH -90%RH 不冷凝
|
电源
| 9V电池
|
仪器体积
| 185×170×50
|
仪器重量
| 500g
|
9 使用注意
1、只测量表面温度,不能测量内部温度。
2、不可以透过玻璃进行测温,不能精确红外温度读数。但是可以通过红外窗口测温。红外测温仪最好
不用于光亮的或抛光的金属表面的测温(不锈钢、铝等)。
3、定位热点,要发现热点,仪器瞄准目标,然后作上下扫描运动,直至确定热点。
4、注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等。
5、环境温度,如果测温仪突然暴露在环境温差为20℃或更高的情况下,仪器在20分钟内调节到新的环境温度。
10 定义
手持式红外测温仪,所使用的原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体(如钢水)的温度。手持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。手持红外测温仪便捷、精确、安全,在医疗、设备故障诊断中的应用较为广泛。选购红外测温仪是应关注性能指标(如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等)、使用方便、维修和校准性能以及价格等因素。
11 应用范围
生产的专业型手持式非接触红外线测温仪,使用简易,设计坚实,测量准确度高,测温量程范围宽等特点。它具有激光瞄准,带背光源显示器,最大值,最小值,平均值,差值,数据保持,高低温报警,发射率可调及自动关机功能。该手持式非接触红外线测温仪可用于测量那些不适合使用传统接触式测量方法来测量物体的表面温度(例如移动物体,带电表面和难以接触到的物体)。 特征: 非接触式精确测温 高的光学测量距离与物体目标比(D:S) 测温量程范围宽 独特新式的机壳设计 内置激光瞄准器 自动数值保持 ℃/℉ 转换按键 发射率调整从 0.10 到 1.0 MAX,MIN,DIF, AVG 温度显示 带背光源 LCD显示屏 自动选择量程,分辨率为 0.1ºC(0.1ºF) 高低温报警设置
红外测温仪
12 技术指标
型号
| -6289
|
温度范围
| -50 ~ 1600 oC (-58 ~2912℉)
|
分辨率
| 0.1 oC(0.1℉)
|
测量距离: 物体目标
| 50:1
|
精确度
| 环境操作温度在:23 ~ 25 oC (73 ~ 77℉)时测量
-50 ~ -20℃(-58~ -4℉): ±5 oC(±9℉)
-20 ~ 200℃(-4 ~ 392℉):
± 1.5% 的读数 + 2℃(±3.6℉);
200~ 538℃ (392 ~ 1000℉):
± 2.0% 的读数 +2℃(±3.6℉);
538 ~ 1600℃(1000~ 2912℉):
± 2.0% 的读数 ± 2℃(±3.6℉)
|
响应时间
| 小于1秒、
|
光谱响应
| 8~14um
|
发射率
| 数位调整从 0.10 到 1.0
|
超出量程提示
| LCD 将显示 “-0L”,”0L”
|
极性显示
| 自动 (正极无显示); (-) 表明负极
|
二极管激光器
| 输出 <1mW,波长 630~670nm, Class 2(II)激光产品
|
操作温度
| 0 ~ 50℃(32~ 122℉)
|
存储温度
| –20~ 60℃ (-4 ~ 140℉)
|
相对湿度
| 10%~90%RH (操作), <80%RH (存储)
|
电源
| 9V 电池, NEDA 1604A 或 IEC 6LR61, 或其他同规格电池
|
重量及生产厂商
| 290g (10. 2 oz.) 生产厂商:上海舒佳电气有限公司
|
尺寸
| 120 x 53 x 230mm
|
安全设计标准
| 符合欧洲CE安全规范
|