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選擇紅外測溫儀可分為三個(gè)方面:性能指標方面,如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長(cháng)、測量精度、響應時(shí)間等;環(huán)境和工作條件方面,如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等;其他選擇方面,如使用方便、維修和校準性能以及價(jià)格等,也對紅外測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。隨著(zhù)技術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀*設計和新進(jìn)展為用戶(hù)提供了各種功能和多用途的儀器,擴大了選擇余地。
確定測溫范圍:測溫范圍是zui重要的一個(gè)性能指標。如Raytek(雷泰)產(chǎn)品覆蓋范圍為-50℃-+3000℃,但這不能由一種型號的來(lái)完成。每種型號的都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶(hù)的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全,既不要過(guò)窄,也不要過(guò)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(guò)由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時(shí)應盡量選用短波較好。
確定目標尺寸:根據原理可分為單色和雙色(輻射比色測溫儀)。對于單色,在進(jìn)行測溫時(shí),被測目標面積應充滿(mǎn)測溫儀視場(chǎng)。建議被測目標尺寸超過(guò)視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場(chǎng),背景輻射能量就會(huì )進(jìn)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(chǎng),測溫儀就不會(huì )受到測量區域外面的背景影響。
對于Raytek(雷泰)雙色測溫儀,其溫度是由兩個(gè)獨立的波長(cháng)帶內輻射能量的比值來(lái)確定的。因此當被測目標很小,沒(méi)有充滿(mǎn)現場(chǎng),測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時(shí),都不會(huì )對測量結果產(chǎn)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。對于目標細小,又處于運動(dòng)或振動(dòng)之中的目標;有時(shí)在視場(chǎng)內運動(dòng),或可能部分移出視場(chǎng)的目標,在此條件下,使用雙色測溫儀是*選擇。如果測溫儀和目標之間不可能直接瞄準,測量通道彎曲、狹小、受阻等情況下,雙色光纖測溫儀是*選擇。這是由于其直徑小,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(chǎng)的目標。
確定光學(xué)分辨率(距離系靈敏)
光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。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(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。
確定波長(cháng)范圍:目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長(cháng)。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,測量金屬材料的*波長(cháng)是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長(cháng)。其他溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長(cháng)。由于有些材料在一定波長(cháng)是透明的,紅外能量會(huì )穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長(cháng)。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(huì )透過(guò))波長(cháng);測量玻璃內部溫度選用5.0μm波長(cháng);測低區區選用8-14μm波長(cháng)為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長(cháng),聚酯類(lèi)選用4.3μm或7.9μm波長(cháng)。厚度超過(guò)0.4mm選用8-14μm波長(cháng);又如測火焰中的CO2用窄帶4.24-4.3μm波長(cháng),測火焰中的CO用窄帶4.64μm波長(cháng),測量火焰中的NO2用4.47μm波長(cháng)。
確定響應時(shí)間:響應時(shí)間表示對被測溫度變化的反應速度,定義為到達zui后讀數的95%能量所需要時(shí)間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時(shí)間常數有關(guān)。Raytek(雷泰)新型響應時(shí)間可達1ms。這要比接觸式測溫方法快得多。如果目標的運動(dòng)速度很快或測量快速加熱的目標時(shí),要選用快速響應,否則達不到足夠的信號響應,會(huì )降低測量精度。然而,并不是所有應用都要求快速響應的。對于靜止的或目標熱過(guò)程存在熱慣性時(shí),測溫儀的響應時(shí)間就可以放寬要求了。因此,響應時(shí)間的選擇要和被測目標的情況相適應。
信號處理功能:測量離散過(guò)程(如零件生產(chǎn))和連續過(guò)程不同,要求有信號處理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如測溫傳送帶上的玻璃時(shí),就要用峰值保持,其溫度的輸出信號傳送至控制器內。
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,應加以考慮并適當解決,否則會(huì )影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過(guò)高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠(chǎng)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(shí)現準確測溫。在確定附件時(shí),應盡可能要求標準化服務(wù),以降低安裝成本。當煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信呈悍,雙色測溫儀是*選擇。在噪聲、電磁場(chǎng)、震動(dòng)或難以接近環(huán)境條件下,或其他惡劣條件下,光纖雙色測溫儀是*選擇。
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(guò)窗口進(jìn)行觀(guān)測。材料必須有足夠的強度并能通過(guò)所用測溫儀的工作波長(cháng)范圍。還要確定操作工是否也需要通過(guò)窗口進(jìn)行觀(guān)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(jiàn)光,人眼不能通過(guò)窗口觀(guān)察目標。如操作員需要通過(guò)窗口目標,應采用既透紅外輻射又透過(guò)可見(jiàn)光的光學(xué)材料,如應采用既透紅外輻射又透過(guò)可見(jiàn)光的光學(xué)材料,如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
操作簡(jiǎn)單,使用方便:應該是直觀(guān)的,操作簡(jiǎn)單,易于被操作人員使用,其中便攜式是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進(jìn)行測溫的儀器,在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息,有的可通過(guò)遙控或通過(guò)計算機軟件程序操作。
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(kāi)的系統,以便于安裝和配置??蛇x擇與現行控制設備相匹配的信號輸出形式。
紅外輻射測溫儀的標定:必須經(jīng)過(guò)標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現測溫超差,則需退回廠(chǎng)家或維修中心重新標定