選擇紅外測溫儀可分為三個方麵:
(1)性能指標方麵(miàn),如(rú)溫度範圍、光(guāng)斑尺寸、工作波長、測量精度、窗口、顯示(shì)和輸出、響應時間、保護附件等(děng)
(2)環境和工作條件方(fāng)麵,如環境溫度、窗口、顯示和輸出、保護(hù)附件等
(3)其他選擇方麵,如使用方便、維修和校準性能以及價格等,也(yě)對(duì)測溫儀的選(xuǎn)擇產生一定的影響。
隨著技術和不斷發展,紅外測溫儀最佳設計(jì)和新進展為用戶提供(gòng)了各種功能和多用途的儀器,擴大了(le)選擇餘地(dì)。其他選擇方麵,如使用方(fāng)便、維修和校準(zhǔn)性能以及價格等。在選擇測溫儀型號時應首先確定測量要(yào)求,如被測目標溫度,被測目標大小,測量距離,被測目標材料,目標所處環境,響應速度,測量精度,用便(biàn)攜式還是在線(xiàn)式等等(děng)在現(xiàn)有各種型號(hào)的測(cè)溫儀對比中,選出能夠滿足上述要求的儀器(qì)型號在諸多能夠滿(mǎn)足上述要求的型號(hào)中(zhōng)選擇出(chū)在性能(néng)、功能和價格方麵的最佳搭配。
1、確定測溫(wēn)範圍(wéi)
確定測溫(wēn)範圍:測溫範圍是測溫儀最(zuì)重要的一個(gè)性能指標。如香港泰(tài)克(kè)曼產品覆(fù)蓋範圍為-50℃- +2200℃,但這不能由一種型號的紅外(wài)測溫儀來完成。每種型(xíng)號的測溫儀都有自己特定的測溫範圍。因此,用(yòng)戶的被測溫度範圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄(zhǎi),也不要過寬。根據黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發射(shè)率誤差所引起的輻射能量(liàng)的變化,因此,測溫時應盡量(liàng)選用短波較好。一般來說,測溫範圍(wéi)越窄,監控溫度的輸出信號分辨率越高,精(jīng)度可靠性容易解決。測溫範圍過寬,會降低測溫精度。例如,如果被測目標溫(wēn)度為1000℃,首先確定在線式還是便攜式,如果是便(biàn)攜式。滿足這一溫度的型號很多,如TM-950,TM-920,TM-910。如果(guǒ)測量(liàng)精度(dù)是主要的,最(zuì)好選用910或920型號的,TM910紅外測溫儀是根據國內市(shì)場情況推出的一款多功能紅外測溫儀,該產品發射率從0.10 ~1.00連續可調,具有溫度(dù)上下限設置等功能。
2、確定目標尺寸
紅外測溫儀根據原理可分為單色測溫儀(yí)和雙色測(cè)溫儀(輻射比色測溫儀)。對於單(dān)色測溫儀,在進行測溫時,被測目標麵積應充滿測溫儀視場(chǎng)。建(jiàn)議被測目標尺寸超(chāo)過視場大小的(de)50%為好。如果目標尺寸小於視場,背景輻射能量(liàng)就會進入測溫儀的視(shì)聲符支幹擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大於測溫儀(yí)的視場,測溫儀就不會受到測量區域外(wài)麵的背景影響。對(duì)於比色測溫儀,其溫度是由兩個獨(dú)立的(de)波長帶(dài)內輻射能量的比值來確定的。因此當被(bèi)測(cè)目標(biāo)很小,不充滿視場,測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋,對輻射能量有衰減時,都(dōu)不對測量結果產生重大影響。對於細(xì)小而又處於運動或震動之中的目標,比色測溫儀是最佳選擇(zé)。這是由於光線直徑小(xiǎo),有柔性,可以在彎曲、阻擋(dǎng)和折疊的通道上傳輸光輻射能量。
3、確定距離係數(光學分辨率)
距離係數(shù)由D:S之比確定(dìng),即測溫儀探(tàn)頭到目標之間的距離(lí)D與被測目標直徑之比。如果測溫儀由於環境條件限製必須安(ān)裝在遠離目標之處,而又要測量小的目標,就應選擇高光學分辨率的測溫儀。光學分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高(gāo)。Raytek紅外測溫儀D:S的範(fàn)圍從2:1(低距離係(xì)數)到(dào)高於300:1(高距(jù)離係數(shù))。如果測溫儀遠離目標,而目標又小,就應選擇高距離係數的測溫(wēn)儀。對於固定焦距的測溫儀,在光學係統焦點(diǎn)處為光斑最(zuì)小位(wèi)置,近於和遠於焦點(diǎn)位置光斑都會增大。存在兩個距離係數。因此,為了能在接近和遠離焦點的距離上準(zhǔn)確測溫,被測目標尺寸應大於焦點處光斑尺(chǐ)寸,變焦測溫儀(yí)有一個最小焦點位置,可根據到目標(biāo)的距離進行調節。增大D:S,接收(shōu)的能(néng)量就(jiù)減少,如不增大接收(shōu)口徑,距離係數D:S很(hěn)難做大,這就要增(zēng)加儀器成(chéng)本。
4、確定(dìng)波長範(fàn)圍
目標材(cái)料(liào)的發射率和表麵特性決(jué)定測溫儀的光譜相應(yīng)波(bō)長對於高反射率合金材料,有低的或變化的發射率。在高溫區(qū),測量金屬材料的最佳波(bō)長是近紅外,可選用0.8~1.0&mum。其(qí)他溫區可選用1.6&mum,2.2&mum和3.9&mum。由於有些材料(liào)在一定波(bō)長上是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。如測(cè)量玻璃內部(bù)溫度選用1.0&mum,2.2&mum和3.9&mum(被(bèi)測玻璃要很厚,否則會透(tòu)過)波長測玻璃表麵溫度選用(yòng)5.0&mum測低溫區選用8~14&mum為宜。如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43&mum,聚酯類(lèi)選用4.3&mum或7.9&mum,厚度超過0.4mm的選用8-14&mum。如測火焰(yàn)中的CO用窄(zhǎi)帶4.64&mum,測火焰中的NO2用4.47&mum。
5、確定響(xiǎng)應時間
響應時間表示紅(hóng)外測溫儀對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最後讀數(shù)的95%能量所需要時間,它與光電探測器(qì)、信號處理電路及顯示係統的時間常數有關。泰克曼新型紅外(wài)測溫儀響應時間可(kě)達500ms。這要比接觸式測溫方法快得多。如果(guǒ)目標(biāo)的運動速度很快或測(cè)量快速加熱的目標時,要選(xuǎn)用快速響應紅外測溫儀,否則達不到(dào)足夠的信號響應,會降低測量精度。然而,並不是所有應用都要求快速(sù)響應的紅外測溫儀。對於靜(jìng)止的或目標熱過(guò)程存在熱慣性時,測溫(wēn)儀的響應時間就可以放(fàng)寬要求了。因此,紅外測溫儀響應時間的選擇要(yào)和(hé)被測目標的情況相適應。確定響應時間,主要根據目標的運動速度和目標的溫度變化速度。對於靜止的目標(biāo)或目標參在熱慣性,或現有控(kòng)製設備的速度受到限製,測溫儀的響應時(shí)間就可以放寬要求了。
6、信號(hào)處理功(gōng)能
鑒於離散過程(chéng)(如(rú)零件生產)和連續過(guò)程不(bú)同,所以要求紅外測溫儀具有多信號處理功能(如峰值保持、穀值保持(chí)、平均值)可供選用,如測溫傳(chuán)送(sòng)帶上的瓶子時,就要用峰值保持(chí),其溫度的輸出信號傳送(sòng)至控製器內。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,設置測溫儀響(xiǎng)應時(shí)間稍長於瓶子之間的時間間隔,這樣至少(shǎo)有一個瓶子總是處於測量(liàng)之中(zhōng)。
7、環境條件考慮
測(cè)溫儀所(suǒ)處(chù)的環境條件(jiàn)對測量結果有(yǒu)很大影(yǐng)響,應予考慮並適當解決,否(fǒu)則會影響測溫精度(dù)甚至引起損(sǔn)壞。當環境溫度高,存在灰塵、煙(yān)霧和(hé)蒸(zhēng)汽的條件下,可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻係統、空氣吹掃(sǎo)器等附件(jiàn)。這些附件可有效地解決環境(jìng)影響並保護測(cè)溫儀,實(shí)現準(zhǔn)確測(cè)溫。在確定附件時,應盡可能(néng)要求標準化服務,以(yǐ)降低安裝成本。當在噪聲、電磁場(chǎng)、震(zhèn)動或難以接近環境條件(jiàn)下,或其他惡劣條件下(xià),煙霧、灰塵或其他顆粒降低測(cè)量能(néng)量信信號時,光纖雙色測溫(wēn)儀是最佳選擇。比色測溫儀是最佳選擇。在噪聲、電磁場、震動和難以接近的環境條件下,或其他惡劣條件時,宜選擇光線比色測溫儀。
在密封的或危險的材料(liào)應用中(如容器或真空箱),測溫儀通過窗口進行(háng)觀測(cè)。材料必須有足夠的強(qiáng)度並能通過所用測溫儀的工作波長範圍。還要確定操作工是否也需(xū)要通過窗口進行觀察(chá),因此要選擇合適的安裝位置和窗口(kǒu)材料,避免相互影響。在低溫測(cè)量應用中,通常用Ge或Si材料作為(wéi)窗口,不(bú)透可見光,人眼(yǎn)不能通(tōng)過窗口觀察目標。如操作員需要通過窗口目標,應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,如應采用既透紅外輻射又透過可(kě)見光的光學材料,如ZnSe或(huò)BaF2等作為窗口材料。
當測溫儀工作環境中存在易燃氣體時,可(kě)選用本(běn)征安全型紅(hóng)外測溫儀,從而在(zài)一定濃度的易燃氣體環境中進行安全測量和監(jiān)視。
在環(huán)境條件惡劣複雜的情(qíng)況下,可以選擇測溫頭和(hé)顯示器分開的係統,以便於安(ān)裝和配置。可選擇與現行控製設備相匹配(pèi)的信號輸出形式。
8、紅外輻(fú)射測溫儀的標定
紅外測溫儀必(bì)須經過標定才能使它正確(què)地顯示出(chū)被測目標的(de)溫度。如果所用的測溫儀在使用中出(chū)現測溫超差,則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。
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