紅外測溫儀的測量的優點和運用標準

紅外測溫儀的測量的優點和運用標準

  用紅外測溫儀進行非接觸溫度測量有許多的優點，它的運用范圍從很小或難以接觸到的物體至腐蝕性的化學物和敏感的表面物。本文將討論此優點，給予正確選擇紅外測溫儀的決定性等加以說明運用范疇。由于原子和分子的運動，每一物體都會輻射電磁波，對非接觸溫度測量*重要的波長或光譜范圍是在0.2至2.0μm。這一范圍內的自然射線，人們稱作為熱輻射或紅外線。
 
　　由被測物輻射的紅外線所進行溫度測量的測試儀器，按照德國工業標準DIN16160被稱為輻射溫度計，輻射測溫儀或紅外測溫儀。這些名稱也適用于那些由被測體輻射的可見彩色射線所進行溫度測量的儀器，及由相對頻譜的輻射密度導出溫度的儀器。
 
　　一、紅外測溫儀溫度測量的優點
 
　　通過接收被測體輻射的紅外線而進行的非接觸溫度測量有很多的優點。這樣那些難以接觸到或運動著的物體就可毫無問題的進行溫度測量，如傳熱性能差的或很小的熱容量材料。紅外測溫儀很短的響應時間能快速地實現有效調節回路。測溫儀不擁有會磨損的部件，因而就不存在如使用溫度計所存在的連續費用。特別是在很小的被測物體，如用接觸測量，由于物體的導熱性將產生很大的測量誤差。這里可毫無疑問的使用測溫儀，及用于腐蝕性的化學物或敏感的表層，如在油漆，紙張和塑料軌上。通過遠距離的搖控測量，可遠離危險區域，使操作人員無危險性。
 
　　二、紅外測溫儀的原理構造
 
　　把從被測物接收的紅外線，由透鏡經過濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過被測物輻射密度的積分，產生一個與溫度成比例的電流或電壓信號，在此后相連接的電器部件中，把此溫度信號線性化，發射率區域的修正，及轉換成一個標準的輸出信號。
 
　　原理上有便攜式測溫儀和固定式測溫儀兩種，因此，在選擇合適的紅外測溫儀用于不同的測量點時，以下的特征將是主要的：
 
　　1、瞄準器
 
　　瞄準器有此作用，測溫儀所指的測量塊或測量點可以看見，大面積的被測物可以經常不要瞄準器。在小的被測物和較遠的測量距離時，瞄準器以透光鏡形式帶有儀表板刻度或激光指向點是值得推薦的。
 
　　2、透鏡
 
　　透鏡確定測溫儀的被測點，對大面積的物體來說，一般帶有固定焦距的測溫儀足夠可以。但在測量距離遠離聚焦點時，測量點邊緣的圖像將不清楚。為此，采用變焦鏡更好，在所給予的變焦范圍內，測溫儀可調整測量距離，*新的測溫儀帶有變焦的可替換鏡頭，近透鏡和遠透鏡可不需校準復檢進行更換。
 
　　3、傳感器，即光譜接收器
 
　　溫度是與波長成反比的。在低物體溫度時，對長波光譜區域敏感的傳感器(熱膜傳感器或熱電傳感器)是很合適的，在高溫度時，將用對短波敏感受的，由鍺，硅，銦-鎵等組成的光電傳感器。
 
　　在選擇光譜敏感性時，還要考慮對氫氣和二氧化碳的吸收光譜帶。在一定的波長范圍內，即所謂的“大氣層窗”，H2和CO2對紅外線幾乎是穿透的，因此測溫儀的光變敏感性必須在此范圍內，以便排除大氣層濃度變化帶來的影響，在測量薄膜或玻璃時，還要考慮到這些材料在一定波長內不易穿透的。為了避免背景光線引起的測量誤差，運用相宜的，只接收表面溫度的傳感器，金屬有此物理特性，發射率隨著波長的減小而增大，經驗而談，測量金屬的溫度，一般選擇*短的測量波長。
 
　　三、發展趨向
 
　　如許多的傳感技術領域，測溫儀的發展趨向也走向小型的，精巧的造型，圓型的，帶有中央螺紋的外殼是*理想地安裝于機器和設備的造型，這一發展趨向的實現，是通過不斷的電器部件微型化，及高度的微積分使得愈來愈小的，愈來愈精致的電器部件濃縮于愈來愈小的空間。與過去模擬技術相比，通過微控件的應用，提高了檢波器信號線性化高度的精密性，因而也提高了儀器的**度。
 
　　市場供應需要快速的，價廉的測量值接收，它能直接輸出一個與溫度成比例的，線性的電流/電壓信號，測量值得處理，如平整功能，特殊值儲存，或邊界接觸將放置在智能顯示器，調節器或SPS(程序控制器)上，通過電纜外接的發射率調整，可以危險區外，即便機器開動著，也可修正，這時也可由SPS來調整。通過身控件的運用，現在可毫無問題地實現數據總線接口，但網絡連接至今還未實現，對信號的繼續處理，還延用過去的標準模擬信號。在檢波器段，用了新的材料作光電傳感器，證實了敏感性的提高，乃至分辨率的提高。在熱膜傳感器中，新的傳感器只需要更短的調整時間，帶瞄準器測溫儀的*新發展，是變焦的更換鏡頭，不用校準復檢即可替換，對不同的測量位置用同一基礎儀器，節約了倉庫管理費用。
 
　　四、選擇測溫儀的主要標準
 
　　測溫儀的運用主要由測量范圍所決定，不論是測量電壓，還是測量區域的始值，都應與測量工作的要求相符，選擇愈大的測量電壓，分辨率就俞小，因而準確性就差，特別在低測量溫度始值時，選用大的測量電壓，準確性將成倍的減小，因而值得推薦的是，選擇可能的*小測量電壓。
 
　　測量區域的始值時決定了光譜的敏感性，以至也決定了檢波器的型號，測量的誤差由于發射率的錯誤調整，在短波的傳感器要明顯地比長波傳感器小，所以在熱膜傳感器(8～14μm)800℃時，由于發射率的錯誤調整所引起的測量誤差，將五倍的大于鍺-光電二級管的傳感器(1,1～1,6μm)。鍺-光電二級管的傳感器容許的測量范圍從大約250℃起。