1 名称
红外温度计又名红外测温仪。
2 发现
红外光也叫红外线,它是一位英国科学家发现的。1800年,赫胥尔在研究太阳光时,让光通过棱镜分解为彩色光带,他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。试验中,他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一支温度计,比室内其他温度的指示数值高。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273.15度高,就无一例外地发射出红外线。
3 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。
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,并按照仪器内疗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。
4 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。
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。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: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。
5 选择
6 标定
红外测温仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差,则需退回厂家或维修中心重新标定。红外测温仪的标定一般选用腔体式的,发射率高于0.99的黑体炉。
7 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。国产的品牌主要有INFR(红外时代),光盛等,进口的有雷泰,欧普士等,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
|
8 主要技术参数
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
|