紅外線測溫儀廠家淺談如何正確選擇紅外線測溫儀

紅外線測溫儀廠家淺談如何正確選擇紅外線測溫儀

    隨著技術和不斷發(fā)展，紅外線測溫儀*設計和新進展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器，擴大了選擇余地。在選擇測溫儀型號時應首先確定測量要求，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(huán)境，響應速度，測量精度，用便攜式還是在線式等等；在現有各種型號的測溫儀對比中，選出能夠滿足上述要求的儀器型號；在諸多能夠滿足上述要求的型號中選擇出在性能、功能和價格方面的*搭配。其他選擇方面，如使用方便、維修和校準性能等。
1 、確定測溫范圍
 　 確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個性能指標。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。如 Raytek （雷泰）產品覆蓋范圍為 -50 ℃ - +3000 ℃ ，但這不能由一種型號的紅外線測溫儀來完成。因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全，既不要過窄，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(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此，測溫時應盡量選用短波較好。一般來說，測溫范圍越窄，監(jiān)控溫度的輸出信號分辨率越高，精度可靠性容易解決。測溫范圍過寬，會降低測溫精度。例如，如果被測目標溫度為 1000 攝氏度，首先確定在線式還是便攜式，如果是便攜式。滿足這一溫度的型號很多，如 3iLR3 ， 3i2M ， 3i1M 。如果測量精度是主要的，選用 2M 或 1M 型號的，因為如果選用 3iLR 型，其測溫范圍很寬，則高溫測量性能便差一些；如果用戶除測量 1000 攝氏度的目標外，還要照顧低溫目標，那只好選擇 3iLR3 。
2 、確定目標尺寸 
為了獲得的溫度讀數，測溫儀與測試目標之間的距離必須在合適的范圍之內，所謂 “ 光點尺寸 ” （ spot size ）就是測溫儀測量點的面積。您距離目標越遠，光點尺寸就越大。
紅外線測溫儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。對于單色測溫儀，在進行測溫時，被測目標面積應充滿測溫儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的 50% 為好。如果目標尺寸小于視場，背景輻射能量就會進入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大于測溫儀的視場，測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。對于比色測溫儀，其溫度是由兩個獨立的波長帶內輻射能量的比值來確定的。因此當被測目標很小，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，都不會對測量結果產生影響。甚至在能量衰減了 95% 的情況下，仍能保證要求的測溫精度。對于細小而又處于運動或震動之中的目標，比色測溫儀是*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，因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標。
3 、確定距離系數（光學分辨率） 
 　 距離系數由 D ： S 之比確定，即測溫儀探頭到目標之間的距離 D 與被測目標直徑之比。光學分辨率越高，即增大 D ： S 比值，測溫儀的成本也越高。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處，而又要測量小的目標，就應選擇高光學分辨率的測溫儀。對于固定焦距的測溫儀，在光學系統焦點處為光斑zui小位置，近于和遠于焦點位置光斑都會增大。存在兩個距離系數。因此，為了能在接近和遠離焦點的距離上準確測溫，被測目標尺寸應大于焦點處光斑尺寸，變焦測溫儀有一個zui小焦點位置，可根據到目標的距離進行調節(jié)。增大 D ： S ，接收的能量就減少，如不增大接收口徑，距離系數 D ： S 很難做大，這就要增加儀器成本。
4 、確定波長范圍
目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應波長對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)，測量金屬材料的*波長是近紅外，可選用 0.8 ～ 1.0μm 。其他溫區(qū)可選用 1.6μm,2.2μm 和 3.9μm 。由于有些材料在一定波長上是透明的，紅外能量會穿透這些材料，對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內部溫度選用 1.0μm ， 2.2μm 和 3.9μm （被測玻璃要很厚，否則會透過）波長；測玻璃表面溫度選用 5.0μm ；測低溫區(qū)選用 8 ～ 14μm 為宜。如測量聚乙烯塑料薄膜選用 3.43μm ，聚酯類選用 4.3μm 或 7.9μm ，厚度超過 0.4mm 的選用 8-14μm 。如測火焰中的 CO 用窄帶 4.64μm ，測火焰中的 NO2 用 4.47μm 。
5 、確定響應時間
 　 響應時間定義為到達zui后讀數的 95% 能量所需要的時間，表示紅外線測溫儀對被測溫度變化的反應速度，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時間常數有關。紅外線測溫儀響應時間的選擇要和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。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時，要選用快速響應紅外線測溫儀，否則達不到足夠的信號響應，會降低測量精度。然而，并不是所有應用都要求快速響應的紅外線測溫儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，響應時間就可以放寬要求了。
6 、信號處理功能
 　 鑒于離散過程（如零件生產）和連續(xù)過程不同，所以要求紅外線測溫儀具有多信號處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）可供選用，如測溫傳送帶上的瓶子時，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內。否則測溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，設置測溫儀響應時間稍長于瓶子之間的時間間隔，這樣至少有一個瓶子總是處于測量之中。
7 、環(huán)境條件考慮
 　 測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結果有很大影響，應予考慮并適當解決，否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當環(huán)境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀，實現準確測溫。在確定附件時，應盡可能要求標準化服務，以降低安裝成本。當在噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境條件下，或其他惡劣條件下，煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信信號時，光纖雙色測溫儀是*選擇。在噪聲、電磁場、震動和難以接近的環(huán)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應用中（如容器或真空箱），測溫儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作工是否也需要通過窗口進行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料，避免相互影響。

    在低溫測量應用中，通常用 Ge 或 Si 材料作為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標。
    如操作員需要通過窗口目標，應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料，如 ZnSe 或 BaF2 等作為窗口材料。
    當測溫儀工作環(huán)境中存在易燃氣體時，可選用本征安全型紅外線測溫儀，從而在一定濃度的易燃氣體環(huán)境中進行安全測量和監(jiān)視。

    在環(huán)境條件惡劣復雜的情況下，可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統，以便于安裝和配置。