TM600工業型中溫紅外測溫儀工作原理簡單分析

 

　　非接觸紅外輻射測溫產品包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選配件和相應的計算機軟件，每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中，正確地選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。這里僅提出如何正確選擇測溫儀型號的思考步驟，供購買者參考。

 

　　TM600工業型中溫紅外測溫儀工作原理

 

　　了解組外測溫儀的工作原理、技術指標、環境工作條件及操作和維修等是為了幫助用戶正確地選擇和使用紅外測溫儀。

 

　　一切溫度高于*零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射特性一輻射能量的大小及其按波長的分布一與它的表面溫度有著十分密切的關系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。

 

　　黑體輻射定律：

 

　　黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發射率為1。應該指出，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律，在理論研究中必須選擇合適的模型，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，這是一切紅外輻射理論的出發點，故稱黑體輻射定律。

 

　　物體發射率對輻射測溫的影響：

 

　　自然界中存在的實際物體，幾乎都不是黑體。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外，還與構成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態和環境條件等因素有關。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實際物體，必須引入一個與材料性質及表面狀態有關的比例系數，即發射率。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數值之間。根據輻射定律，只要知道了材料的發射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。

 

　　影響發射率的主要因素在：

 

　　材料種類、表面粗糙度、理化結構和材料厚度等。

 

　　當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度時首先要測量出目標在其波段范圍內的紅外輻射量，然后由測溫儀計算出被測目標的溫度。單色測溫儀與波段內的輻射量成比例：雙色測溫儀與兩個波段的輻射量之比成比例。

 

　　紅外系統：

 

　　紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路，并按照儀器內療的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。

 

　　選擇TM600工業型中溫紅外測溫儀可分為三個方面：

 

　　性能指標方面，如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應時間等；環境和工作條件方面，如環境溫度、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格等，也對測溫儀的選擇產生一定的影響。隨著技術和不斷發展，紅外測溫儀*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。

 

　　確定測溫范圍：

 

　　TM600工業型中溫紅外測溫儀重要的一個性能指標。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測溫儀來完成。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。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。

 

　　確定目標尺寸：

 

　　TM600工業型中溫紅外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域外面的背景影響。

 

　　對于TM600工業型中溫紅外測溫儀，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，沒有充滿現場，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。對于目標細小，又處于運動或振動之中的目標；有時在視場內運動，或可能部分移出視場的目標，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的目標。

 

 

　　光學分辨率由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TM600工業型中溫紅外測溫儀由于環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。光學分辨率越高，即增大D:S比值，測溫儀的成本也越高。