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紅外線測(cè)溫儀原理及應(yīng)用
（1)隨著溫度的升高，物體的輻射能量越強(qiáng)。這是紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，也是單波段的設(shè)計(jì)依據(jù)。
（2)隨著溫度升高，輻射峰值向短波方向移動(dòng)（向左)，并且滿足維恩位移定理 ，峰值處的波長(zhǎng) 與溫度T成反比，虛線為 處峰值連線。這個(gè)公式告訴我們?yōu)槭裁锤邷販y(cè)溫儀多工作在短波處，低溫多工作在長(zhǎng)波處。
（3)輻射能量隨溫度的變化率，短波處比長(zhǎng)波處大，即短波處工作的測(cè)溫儀相對(duì)信噪比高（靈敏度高），抗干擾性強(qiáng)，應(yīng)盡量選擇工作在峰值波長(zhǎng)處，**是低溫小目標(biāo)的情況下，這一點(diǎn)顯得尤為重要。
二，原理
由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。被測(cè)物體和反饋源的輻射線經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后輸入到紅外檢測(cè)器。兩信號(hào)的差值經(jīng)反放大器放大并控制反饋源的溫度，使反饋源的光譜輻射亮度和物體的光譜輻射亮度一樣。顯示器指出被測(cè)物體的亮度溫度
三，性能指標(biāo)及作用
測(cè)溫范圍，顯示分辯率，精度，工作條件溫度范圍，重復(fù)性，相對(duì)濕度，響應(yīng)時(shí)間，電源 響應(yīng)光譜，尺寸，值顯示，重量，發(fā)射率等
1，確定測(cè)溫范圍：測(cè)溫范圍是測(cè)溫儀重要的一個(gè)性能指標(biāo)。每種型號(hào)的測(cè)溫儀都有自己特定的測(cè)溫范圍。因此，用戶的被測(cè)溫度范圍**要考慮準(zhǔn)確、周，既不要過(guò)窄，也不要過(guò)寬。根據(jù)，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過(guò)由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化。
2，確定目標(biāo)尺寸:根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀（輻射比色測(cè)溫儀）。對(duì)于單色測(cè)溫儀，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿測(cè)溫儀視場(chǎng)。建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視聲符支干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。相反，如果目標(biāo)大于測(cè)溫儀的視場(chǎng)，就**受到量測(cè)區(qū)域外面的背景影響。對(duì)于雙色測(cè)溫儀，其溫度是由兩個(gè)*立的波長(zhǎng)帶內(nèi)輻射能量的比值來(lái)確定的。因此當(dāng)被測(cè)目標(biāo)很小，不充滿視場(chǎng)，量測(cè)通路上存在煙霧、塵埃、阻擋，對(duì)輻射能量有衰減時(shí)，都不對(duì)量測(cè)結(jié)果產(chǎn)生重大影響。對(duì)于細(xì)小而又處于運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)之中的目標(biāo)，雙色測(cè)溫儀是選擇。這是由于光線直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量。
3，確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）：距離系數(shù)由D：S之比確定，即測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測(cè)目標(biāo)直徑之比。如果測(cè)溫儀由于條件條件限制須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要量測(cè)小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值，測(cè)溫儀的成本也越高。如果遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測(cè)溫儀。對(duì)于固定焦距的測(cè)溫儀，在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑位置，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會(huì)增大。存在兩個(gè)距離系數(shù)。
4，確定波長(zhǎng)范圍 ：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測(cè)溫儀的光譜相應(yīng)波長(zhǎng)對(duì)于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，量測(cè)金屬材料的波長(zhǎng)是近紅外，可選用0.8～1.0μm。其他溫區(qū)可選用1.6μm,2.2μm和3.9μm。由于有些材料在**波長(zhǎng)上是透明的，紅外能量會(huì)穿透這些材料，對(duì)這種材料應(yīng)選擇**的波長(zhǎng)。
5，確定響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間表示對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測(cè)器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或量測(cè)快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低量測(cè)精度。然而，并不是應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過(guò)程存在熱慣性時(shí)，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。
6，信號(hào)處理功能：鑒于離散過(guò)程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過(guò)程不同，所以要求紅外測(cè)溫儀具有多信號(hào)處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）可供選用，如測(cè)溫傳送帶上的瓶子時(shí)，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號(hào)傳送至控制器內(nèi)。否則測(cè)溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，設(shè)置測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)于瓶子之間的時(shí)間間隔，這樣至少有一個(gè)瓶子總是處于量測(cè)之中。
7，條件條件考慮：所處的條件條件對(duì)量測(cè)結(jié)果有很大影響，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決，否則會(huì)影響測(cè)溫精度甚至引起損壞。當(dāng)條件溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可**地解決條件影響并保護(hù)測(cè)溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)溫。在確定附件時(shí)，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。
8，紅外輻射測(cè)溫儀的標(biāo)定：須經(jīng)過(guò)標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測(cè)目標(biāo)的溫度。如果所用的測(cè)溫儀在使用中出現(xiàn)測(cè)溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。
四，影響的主要因素
1、測(cè)溫目標(biāo)大小與測(cè)溫距離的關(guān)系：在不同距離處，可測(cè)的目標(biāo)的**直徑D是不同的，因而在量測(cè)小目標(biāo)時(shí)要注意目標(biāo)距離。紅外測(cè)溫儀距離系數(shù)K的定義為：被測(cè)目標(biāo)的距離L與被測(cè)目標(biāo)的直徑D之比，即K=L/D
2、選擇被測(cè)物質(zhì)發(fā)射率：一般都是按黑體（發(fā)射率ε=1.00）分度的，而實(shí)際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于1.00。因此，在需要量測(cè)目標(biāo)的真實(shí)溫度時(shí)，須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從《輻射測(cè)溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)》中查得。
3、強(qiáng)光背景里目標(biāo)的量測(cè)：若被測(cè)目標(biāo)有較亮背景光（**是受太陽(yáng)光或強(qiáng)燈直射），則量測(cè)的準(zhǔn)確性將受到影響，因此可用物遮擋直射目標(biāo)的強(qiáng)光以消除背景光干擾。
4、小目標(biāo)的量測(cè)
⑴ 應(yīng)將測(cè)溫儀固定在三角架（可選附件）上
⑵ 需要調(diào)焦，即：用目鏡中小黑點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)（目標(biāo)應(yīng)充滿小黑點(diǎn)），將鏡頭前后調(diào)整，眼睛稍微晃動(dòng)，如果被測(cè)小黑圓點(diǎn)之間**相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則調(diào)焦就已完成
5.溫度輸出功能
（1）數(shù)字信號(hào)輸出——RS232、RS485，溫度信號(hào)遠(yuǎn)傳
（2）模擬信號(hào)輸出——0～5V，1～5V，0～10V，0/4～20毫安，可以加入閉環(huán)控制中。
（3）高報(bào)警、低報(bào)警─生產(chǎn)過(guò)程中要求控制溫度在某個(gè)范圍里,可設(shè)置高,低報(bào)警值。高報(bào)警：在高報(bào)警設(shè)置打開(kāi)的情況下，當(dāng)溫度高于高報(bào)警值，相應(yīng)的LED燈閃爍，蜂鳴器響，并有AH常開(kāi)繼電器接通。
五，特點(diǎn)
1.非接觸量測(cè)：它**要接觸到被測(cè)溫度場(chǎng)的內(nèi)部或表面，因此，**干擾被測(cè)溫度場(chǎng)的狀態(tài)，測(cè)溫儀本身也不受溫度場(chǎng)的損傷。
2.量測(cè)范圍廣：因其是，所以測(cè)溫儀并不處在較高或較低的溫度場(chǎng)中，而是工作在正常的溫度或測(cè)溫儀允許的條件下。一般情況下可量測(cè)負(fù)幾十度到三千多度。
3.測(cè)溫速度快：即響應(yīng)時(shí)問(wèn)快。只要接收到目標(biāo)的紅
外輻射即可在短時(shí)間內(nèi)定溫。
4.準(zhǔn)確度高：**與接觸式測(cè)溫一樣破壞物體本身溫度分布，因此量測(cè)精度高。
5.靈敏度高：只要物體溫度有微小變化，輻射能量就有較大改變，易于測(cè)出?？蛇M(jìn)行微小溫度場(chǎng)的溫度量測(cè)和
6.溫度分布量測(cè)，以及運(yùn)動(dòng)物體或轉(zhuǎn)動(dòng)物體的溫度量測(cè)。使用及使用壽命長(zhǎng)。
使用注意事項(xiàng)
（1）須準(zhǔn)確確定被測(cè)物體的發(fā)射率;
（2）避免周?chē)鷹l件高溫物體的影響;
(3）對(duì)于透明材料，條件溫度應(yīng)低于被測(cè)物體溫度;
(4）要垂直對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體表面，在**情況下，角度都不能超過(guò)30℃
(5）不能應(yīng)用于光亮的或拋光的金屬表面的測(cè)溫，不能透過(guò)玻璃進(jìn)行測(cè)溫;
(6）正確選擇跟離系數(shù)，目標(biāo)直徑須充滿視場(chǎng);
(7）如果紅外測(cè)溫儀突然處于條件溫度差為20℃ 或*高的情況下，量測(cè)數(shù)據(jù)將不準(zhǔn)確，溫度平衡后再取其量測(cè)的溫度值。.