IMPAC紅外測溫技術(shù)常見問題解答
做了這么多年紅外測溫,被客戶問到的問題也不少。今天整理一下,都是實際工作中經(jīng)常遇到的。有些問題看起來簡單,但真要解釋清楚,還是需要一點功夫的。
簡單來說,任何溫度高于絕對零度(-273.15℃)的物體,都會向外輻射紅外能量。紅外測溫儀就是通過測量這種紅外輻射能量,來反推出物體溫度的。
具體一點講,紅外測溫儀內(nèi)部有個探測器(一般是光電探測器或者熱電探測器),它能夠感應(yīng)被測目標發(fā)出的紅外輻射,并產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。這個電信號經(jīng)過放大、濾波、線性化等處理之后,就轉(zhuǎn)換成了溫度讀數(shù)。
單色測溫儀測量的是目標在一個波長(或者一個窄波段的波長)上的紅外輻射能量。這種測溫儀的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,適合目標充滿視場、測量路徑上沒有太多干擾的場合。
雙色測溫儀(也叫比色測溫儀)測量的是目標在兩個不同波長上的紅外輻射能量,然后計算這兩個能量的比值,再根據(jù)普朗克黑體輻射定律反推出溫度。這種測溫儀的優(yōu)點是抗干擾能力強,即使測量路徑上有粉塵、煙霧、水蒸氣等,只要這兩個波長的衰減程度差不多,測量結(jié)果就不會受太大影響。
發(fā)射率(Emissivity)是描述物體表面輻射紅外能量能力的一個參數(shù),取值范圍在0到1之間。發(fā)射率為1的理想物體稱為"黑體",它能夠吸收所有入射的紅外輻射,也能夠有效地輻射紅外能量。
實際物體的發(fā)射率都小于1,而且和物體的材料、表面狀態(tài)、溫度、波長等因素有關(guān)。比如,氧化鐵皮的發(fā)射率大概在0.8~0.9之間,而不銹鋼的發(fā)射率大概在0.2~0.4之間(拋光表面)或者0.7~0.9之間(氧化表面)。
紅外測溫儀的讀數(shù)和發(fā)射率直接相關(guān)。如果發(fā)射率設(shè)置不對,測量誤差可能會很大。所以,在使用紅外測溫儀之前,一定要確認被測物體的發(fā)射率,并正確設(shè)置。
紅外測溫儀的測量精度,和很多因素有關(guān):
第一,測溫儀本身的精度等級。不同型號、不同檔次的測溫儀,精度等級不一樣。一般來說,精度等級越高,測量誤差越小,但成本也越高。
第二,被測目標的溫度。同一個測溫儀,在不同的溫度區(qū)間,測量精度可能不一樣。一般來說,在測溫儀的量程中段,精度會比較高;在量程的兩頭(接近下限或者上限),精度可能會下降。
第三,環(huán)境條件。如果測量環(huán)境中有粉塵、煙霧、水蒸氣、電磁干擾等,都可能影響測量精度。在選擇測溫儀和安裝位置的時候,需要充分考慮這些因素。
選擇紅外測溫儀,主要考慮以下幾個因素:
第一,溫度范圍。要根據(jù)實際測量的溫度范圍選擇測溫儀的量程。一般建議量程上限比實際使用溫度高100~200℃,留一點余量。
第二,精度要求。根據(jù)應(yīng)用場景對測量精度的要求,選擇合適精度等級的測溫儀。不是精度越高越好,因為精度越高,成本也越高。要在精度和成本之間找一個平衡。
第三,響應(yīng)時間。根據(jù)工藝過程對測溫響應(yīng)速度的要求,選擇合適響應(yīng)時間的測溫儀。如果工藝過程比較快,需要選用響應(yīng)時間快的測溫儀。
第四,工作環(huán)境。根據(jù)安裝位置的環(huán)境條件(溫度、濕度、粉塵、振動等),選擇適當防護等級的測溫儀,并考慮是否需要冷卻保護、吹掃保護等輔助措施。
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