紅外光也叫紅外線，它是位英科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。1800年，赫胥爾在研究太陽光時，讓光通過棱鏡分解為彩色光帶，他用溫度計(jì)去測量光帶中不同顏色所含的熱量。試驗(yàn)中，他偶然發(fā)現(xiàn)個奇怪的現(xiàn)象:放在光帶紅光外的支溫度計(jì)，比室內(nèi)其他溫度的示數(shù)值。
發(fā)現(xiàn)
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，這個所謂熱量多的溫區(qū)，總是位于光帶邊緣處紅光的外面。于是他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外，還有種人眼看不見的"熱線"，這種人的肉眼看不見的"熱線"位于紅色光外側(cè)，叫做紅外線。(不過，要說明的是，事實(shí)上太陽發(fā)出的能量以波長580nm的綠光強(qiáng)。)
紅外線是種電磁波，具有與無線電波及可見光樣的本質(zhì)。紅外線的波長在0.76~100μm之間，位于無線電波與可見光之間。何物體，只要它的溫度比零下273度，就無例外地發(fā)射出紅外線。
原理
在自然界中，切溫度于對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布 -- 與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。
光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)療的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。除此之外，還應(yīng)考慮目標(biāo)和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能標(biāo)的影響及修正方法。
黑體定律
黑體是種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。應(yīng)該出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻射度，這是切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體輻射定律。
物體發(fā)射率對輻射測溫的影響:自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，須引入個與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了何物體的紅外輻射性。
影響發(fā)射率的主要因素:材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。
當(dāng)用紅外輻射測溫儀測量目標(biāo)的溫度時要測量出目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量，然后由測溫儀計(jì)算出被測目標(biāo)的溫度。單色測溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例;雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。
測試流程
性能標(biāo)方面,如溫度范圍、光斑尺寸、作波長、測量度、響應(yīng)時間等;環(huán)境和作條件方面,如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護(hù)附件等;其他選擇方面,如使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生定的影響。隨著術(shù)和不斷發(fā)展,紅外測溫儀佳設(shè)計(jì)和新展為用戶提供了各種能和多用途的儀器,擴(kuò)大了選擇余地。
1確定測溫范圍
測溫范圍是測溫儀重要的個性能標(biāo)。如產(chǎn)品覆蓋范圍為-50℃-+3000℃,但這不能由種型號的紅外測溫儀來成。每種型號的測溫儀都有自己定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍定要考慮準(zhǔn)確、周,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)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(yīng)盡量選用短波較好。般來說，測溫范圍越窄，監(jiān)控溫度的輸出信號分辨率越，度可靠性容易解決。測溫范圍過寬，會降低測溫度。例如，如果被測目標(biāo)溫度為1000℃，確定在線式還是便攜式，如果是便攜式。滿足這溫度的型號很多，如Ti315，Ti213等。
2確定目標(biāo)尺寸
紅外測溫儀根據(jù)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,在行測溫時,被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸過視場大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù),成誤差。相反,如果目標(biāo)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。對于雙色測溫儀,其溫度是由兩個立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此當(dāng)被測目標(biāo)很小,沒有充滿現(xiàn)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(jié)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度。對于目標(biāo)細(xì)小,又處于運(yùn)動或振動之中的目標(biāo);有時在視場內(nèi)運(yùn)動,或可能分移出視場的目標(biāo),在此條件下,使用雙色測溫儀是佳選擇。如果測溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn),測量通道彎曲、狹小、受阻等情況下,雙色光纖測溫儀是佳選擇。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的目標(biāo)。
3確定光學(xué)分辨率
光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是測溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。例如紅外時代的手持式紅外測溫儀Ti213，距離系數(shù)為80:1，如果距目標(biāo)80厘米遠(yuǎn)，那么測量范圍的直徑是1厘米。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇光學(xué)分辨率的測溫儀。光學(xué)分辨率越,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越。
4確定波長范圍
目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面性決定測溫儀的光譜響應(yīng)或波長。對于反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在溫區(qū),測量金屬材料的佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應(yīng)選擇殊的波長。如測量玻璃內(nèi)溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃內(nèi)溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的N02用4.47μm波長。
5確定響應(yīng)時間
響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,定義為到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要時間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。新型紅外測溫儀響應(yīng)時間可達(dá)1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時,要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀,否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng),會降低測量度。然而,并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測溫儀。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時,測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,紅外測溫儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適。
6信號處理能
鑒于離散過程(如零件生產(chǎn))和連續(xù)過程不同，所以要求紅外測溫儀具有多信號處理能(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(nèi)。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(shè)置測溫儀響應(yīng)時間稍長于瓶子之間的時間間隔，這樣至少有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(jié)果有很大影響，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決，否則會影響測溫度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度，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。
這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。當(dāng)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，光纖雙色測溫儀是佳選擇。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，宜選擇光纖比色測溫儀。
在密封的或危險(xiǎn)的材料應(yīng)用中(如容器或真空箱)，測溫儀通過窗口行觀測。材料須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測溫儀的作波長范圍。還要確定操作是否也需要通過窗口行觀察，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(yīng)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(biāo)。如操作員需要通過窗口目標(biāo)，應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
當(dāng)測溫儀作環(huán)境中存在易燃?xì)怏w時，可選用本征安型紅外測溫儀，從而在定濃度的易燃?xì)怏w環(huán)境中行安測量和監(jiān)視。
在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下，可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統(tǒng)，以便于安裝和配置?？蛇x擇與現(xiàn)行控制設(shè)備相匹配的信號輸出形式。
應(yīng)用
紅外測溫術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外測溫儀在術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷善，能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大，市場占有率逐年增長。產(chǎn)的優(yōu)勢在與性價比，相對口的價格低，售后方便快捷。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應(yīng)時間快、非接觸、使用安及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計(jì)算機(jī)軟件，每系列中又有各種型號及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的
應(yīng)用案例
熱風(fēng)爐拱溫度的測量:
熱風(fēng)爐拱是種殊的場合，拱溫度的測量既要解決被測目標(biāo)的溫、壓問題、又要適應(yīng)年四季露天環(huán)境變化的要求。我們經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐改，設(shè)計(jì)了套帶有密封窗的用保護(hù)裝置。其使用方法是將裝有保護(hù)裝置的紅外探頭，固定安裝在拱上原來插熱電偶的位置上，使探頭能通過密封窗口和熱電偶插孔，瞄準(zhǔn)熱風(fēng)爐內(nèi)，測得熱風(fēng)爐拱的溫度，探頭信號經(jīng)電纜送至安裝于控制柜上的儀表箱處理后，顯示溫度值，并輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，送記錄儀或計(jì)算機(jī)行處理。由于本系統(tǒng)的紅外探頭不接觸溫目標(biāo)，故具有穩(wěn)定可靠，使用壽命長的點(diǎn)，通?？梢赃B續(xù)運(yùn)行五年以上，可以減小熱電偶消耗，大大降低設(shè)備運(yùn)行成本和維護(hù)作量。
熱風(fēng)管道內(nèi)溫度的測量:
本系統(tǒng)的測溫裝置與拱測溫系統(tǒng)基本相似，將配有保護(hù)裝置的紅外探頭安裝在熱風(fēng)管道原來熱電偶的插孔上，將紅外探頭透過保護(hù)裝置的密封窗，再經(jīng)原電偶的插孔，瞄準(zhǔn)熱風(fēng)管道內(nèi)，從而測得熱風(fēng)管道內(nèi)的溫度。由于本系統(tǒng)的測溫探頭安裝在密封窗外邊，整個測溫系統(tǒng)與管內(nèi)熱風(fēng)隔離，故本系統(tǒng)在調(diào)換探頭或其它維護(hù)作都可以在不影響管內(nèi)熱風(fēng)作狀態(tài)的情況下行。而原來常用的熱電偶須在休風(fēng)狀態(tài)下調(diào)換，加上熱電偶屬易耗品，損壞較頻繁。本測溫系統(tǒng)能減少熱電偶消耗，降低設(shè)備的運(yùn)行成本。
爐前鐵水溫度的測量:
亞泰光電紅外測溫儀測量爐前鐵水的方法是:將裝有吹風(fēng)套的紅外測溫探頭固定安裝在距鐵水5-15米的支架上，并且瞄準(zhǔn)鐵水溝，對每爐鐵水行連續(xù)掃瞄測量，其探頭測得的溫度信號接記錄儀打印溫度曲線或送計(jì)算機(jī)行數(shù)據(jù)處理。本系統(tǒng)大的優(yōu)點(diǎn)就是能對每爐鐵水溫度行自動連續(xù)測量，能有效避免人插入測溫法帶來人為因素的影響。通過分析記錄的溫度曲線或其它計(jì)算機(jī)處理信息，能較真實(shí)地反映出每爐鐵水溫度的變化趨勢，直觀地讀出每爐的溫度，為生產(chǎn)管理和藝改提供有力的依據(jù)。該系統(tǒng)已有鄂鋼、鋼等單位使用，并取得用戶的好評。
本公司主營 不銹鋼采水器，罐底焊縫真空檢測盒，讀數(shù)儀，八空氣微生物采樣器，繼電器綜合測試儀，雙波長掃描儀，涂層測厚儀，土壤粉碎機(jī)，鋼化玻璃表面平整度測試儀，聲音傳感器，便攜式電測水位計(jì)，網(wǎng)口流量計(jì)，腐蝕率儀，便攜式劃痕儀，凝固點(diǎn)測試儀，水質(zhì)檢測儀，在線氨氣測試儀，涂層測厚儀，涂層測厚儀，土壤粉碎機(jī)，數(shù)顯式溫度計(jì)，氣體采樣泵，陶瓷抗沖擊試驗(yàn)機(jī)，自動結(jié)晶點(diǎn)測試儀，藥物凝固點(diǎn)測試儀，干簧管測試儀，恒溫水浴箱，汽油根轉(zhuǎn)，氣體采樣泵，鋼化玻璃測試儀，水質(zhì)檢測儀，PM2.5測試儀，可吸入顆粒物檢測儀，頻熱合機(jī)，應(yīng)變控制三軸儀，牛奶體細(xì)胞檢測儀，氦氣濃度檢測儀，土壤水分電導(dǎo)率測試儀，場強(qiáng)儀，采集箱，透色比測定儀，毛細(xì)吸水時間測定儀，氧化還原電位計(jì) 測振儀，氧化碳二氧化碳檢測儀，CO2分析儀，示波譜儀，黏泥含量測試儀，汽車啟動電源，自動電位滴定儀，便攜式測溫儀，氧化鋯分析儀，干簧管測試儀，密電導(dǎo)率儀，TOC水質(zhì)分析儀，微電腦可塑性測定儀，風(fēng)向站，自動點(diǎn)樣儀，土壤氧化還原電位計(jì)，數(shù)字測溫儀，便攜式總磷測試儀，腐蝕率儀，恒溫水浴箱，余氯檢測儀，自由膨脹率儀，離心杯，混凝土飽和蒸汽壓裝置，顆粒強(qiáng)度測試儀，斯計(jì)，自動涂膜機(jī)，安閥研磨具，氣象站，動覺方位儀，暗適應(yīng)儀，氣味采集器，雨量計(jì)，四合氣體分析儀，乳化液濃度計(jì)，溶解氧儀，溫度測量儀，薄層鋪板器，溫度記錄儀，老化儀，噪音檢測儀，恒溫恒濕箱，分體電阻率測試儀，初粘性和持粘性測試儀，紅外二氧化碳分析儀，氫燈，動覺方位儀，恒溫動物手術(shù)臺，冷卻風(fēng)機(jī)，油脂酸價檢測儀，粘數(shù)測定儀，菌落計(jì)數(shù)器，氣象站，雨量計(jì)，凱氏定氮儀，熒光增白劑，公司秉承“顧客至上，銳意取”的經(jīng)營理念，堅(jiān)持“客戶”的原則為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。歡迎惠顧!
