紅外溫度計
非接觸式紅外溫度計簡介
紅外溫度計最核心的設(shè)計是一個透鏡，紅外線 (IR) 能量由透鏡聚焦到檢測器上，再由檢測器轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)環(huán)境溫度偏差補償后最終以溫度單位顯示出來。
這種配置便于實現(xiàn)一定距離的
溫度測量 ，而無需接觸被測物體。因此，在
熱電偶或其它探頭型傳感器因各種原因而無法使用或者無法精確檢測時，可使用紅外溫度計來測量溫度。
紅外溫度計的典型應(yīng)用場合包括：受測對象處于移動狀態(tài)；對象處于電磁場中（例如感應(yīng)加熱期間）；對象處于真空或其它受控環(huán)境中；或者需要快速響應(yīng)的應(yīng)用。
非接觸式溫度測量
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為何需要應(yīng)用到紅外溫度計來測量溫度？
紅外溫度計可幫助用戶在無法使用傳統(tǒng)
傳感器 的應(yīng)用中實現(xiàn)溫度測量。具體而言，紅外溫度計適用于以下情況：涉及移動對象（例如，滾筒、移動機械或傳送帶）、因污染或危險（例如高壓）而需要采用非接觸式測量、距離過遠或者因所測溫度過高而無法使用熱電偶或其它接觸式傳感器。
如何選擇紅外溫度計
1.確定視野大?。繕藢ο蟪叽绾途嚯x）
2.考慮受測表面的類型及其發(fā)射率因素
3.分析大氣作用或透過表面發(fā)射的光譜響應(yīng)
4.指定溫度范圍和安裝需要
5.同時考慮以下因素：響應(yīng)時間、環(huán)境、安裝限制、觀察口或 Windows應(yīng)用程序以及所需的信號處理方式
選擇紅外溫度計時針對應(yīng)用應(yīng)考慮哪些因素？
對任何紅外高溫計而言，最重要的考量因素是視野大?。繕藢ο蟪叽绾途嚯x）、受測表面的類型（發(fā)射率因素）、光譜響應(yīng)（大氣作用或透過表面發(fā)射）、溫度范圍和安裝方式（手持便攜式或固定安裝式）。其它考量因素還包括響應(yīng)時間、環(huán)境、安裝限制、觀察口或 Windows 應(yīng)用程序以及所需的信號處理方式。
什么是視野？視野有何重要性？
視野是儀器作業(yè)的視角，由儀器的光學特性決定。要獲得精確的溫度讀數(shù)，受測對象應(yīng)完全占據(jù)儀器的整個視野。由于紅外設(shè)備測定的是視野范圍內(nèi)所有表面的平均溫度，所以如果背景溫度與對象溫度不同，就會造成測量誤差。OMEGA為此提供了一個獨特的解決方案。許多OMEGA紅外高溫計均配備專利的激光器，該激光器可從圓圈模式切換為圓點模式。在圓圈模式下，內(nèi)置激光器瞄準裝置產(chǎn)生一個由12點組成的圓圈，清晰地指示所測靶區(qū)。在圓點模式下，將以一個激光點瞄準測量區(qū)域的中心。
為您的應(yīng)用選擇合適的紅外溫度計
手持式紅外溫度計
手持式紅外溫度計是最為常見的紅外高溫計之一。它們通常用于便攜式應(yīng)用，有些型號還配有集成三腳架。OMEGA提供不同外形和尺寸的各種紅外溫度計。許多OMEGA手持式紅外高溫計均配有OMEGA的專利圓點/圓圈式激光瞄準裝置，可清晰指示溫度計的視野。
紅外熱電偶
紅外熱電偶屬于經(jīng)濟型小尺寸紅外線傳感器。其特別之處在于，它們可以自行供電，并產(chǎn)生類似熱電偶傳感器的輸出。
雙色比率測溫
鑒于發(fā)射率對于紅外溫度計測溫精度的決定性作用，人們不斷嘗試設(shè)計各種不依賴于此變量的傳感器。這些設(shè)計中最為知名且應(yīng)用最廣泛的，是雙色比率溫度計。此項技術(shù)與前面所述的紅外溫度計并無不同，但它測量的是材料在兩種波長下發(fā)射紅外線能量的比率，而不是在一個波長或波段下發(fā)射的絕對能量。其中的“色”字稍顯過時，但此說法現(xiàn)在仍在沿用。其源于將可見色與溫度聯(lián)系在一起的傳統(tǒng)做法，因此稱為“色溫”。
常見問題
什么是發(fā)射率？發(fā)射率與紅外溫度測量有何關(guān)系？
發(fā)射率是一個對象在給定溫度下發(fā)射的能量與完全輻射體（又稱黑體）在等溫度下所發(fā)射能量之比。黑體的發(fā)射率為1.0。所有發(fā)射率的值均介于0.0和1.0之間。大多數(shù)紅外溫度計可以補償不同材料的不同發(fā)射率值?？偟膩碚f，物體的發(fā)射率越高，就越容易通過紅外線測得準確的溫度。發(fā)射率非常低（低于0.2）的物體較難應(yīng)用此方法。一些經(jīng)過拋光的光澤金屬表面（如鋁制表面）由于會大量反射紅外線，所以有時無法進行精確的溫度測量。
測定發(fā)射率的五種方式
為確保溫度測量的準確性，共有五種測定材料發(fā)射率的方式：
- 借助一臺精密傳感器，將材料樣本加熱到已知溫度，并通過紅外線儀器測量溫度。然后通過調(diào)整發(fā)射率值來使指示器顯示正確的溫度。
- 對于相對較低的溫度（500°F以下），可以測量發(fā)射率為0.95的遮蔽膠帶。然后通過調(diào)整發(fā)射率值來使指示器顯示正確的材料溫度。
對于高溫測量，可在受測對象上鉆孔（深度至少為直徑的6倍）。- 這個孔相當于發(fā)射率為1.0的黑體。測量孔中的溫度，然后調(diào)整發(fā)射率來使指示器顯示正確的材料溫度。
- 如果材料或其中一部分可以進行涂覆，可涂覆一層暗黑色油漆，其發(fā)射率接近1.0。測量油漆部分的溫度，然后調(diào)整發(fā)射率來使指示器顯示正確的溫度。
- 可以提供大多數(shù)材料的標準發(fā)射率值（參見第114-115頁）?？梢詫⑦@些值輸入儀器中來估算材料的發(fā)射率值。
如何安裝紅外高溫計？
高溫計分為固定安裝式和便攜式兩種類型。固定安裝式設(shè)備通常安裝在一個位置，用于持續(xù)監(jiān)測給定的過程。它們通常由電力電源供電，并且僅瞄準一個點。此類儀器可以將數(shù)據(jù)輸出到本地或遠程顯示器，并為其它顯示器或控制回路提供模擬量輸出。還有由電池供電的便攜式紅外“槍”；此類設(shè)備具有固定安裝式設(shè)備的各項特點，但通常不能提供用于控制目的的模擬量輸出。此類設(shè)備通常用于關(guān)鍵過程的維護、診斷、質(zhì)量控制和單點測量。
如何校準紅外高溫計？
紅外線校準源有兩種基本類型：熱板黑體源和空腔型黑體源。熱板型包括帶或不帶同心凹槽的金屬板（通常為鋁質(zhì)），其中，板的溫度通過價格低廉的電位器標度盤或高端溫度控制器來設(shè)定和控制。板的溫度使用熱電偶或
RTD 探頭來感應(yīng)。熱板通常噴涂成暗黑色，以提高表面發(fā)射率。熱板校準源的表面發(fā)射率通常為0.95。
OMEGA BB703型是一種具有內(nèi)置溫度控制器的高端熱板黑體源。具有內(nèi)置溫度控制器的校準源的精度和穩(wěn)定性要遠遠優(yōu)于電位器標度盤型校準源。
空腔型黑體源包括圓柱體或球體中的一個盲孔，其中，空腔的溫度通過連接熱電偶探頭的溫度控制器來控制。空腔型黑體源的表面發(fā)射率高于熱板黑體源。空腔型黑體源的發(fā)射率通常為0.98或更高。
OMEGA BB705型是一種空腔型黑體源，與熱板黑體源相比，該空腔型黑體源通?？梢赃_到更高的溫度（超過530°C [1000°F])。而且，由于發(fā)射率較高，令其成為精密校準任務(wù)的理想之選。
如需校準紅外溫度計，需要使用黑體校準源。在選擇黑體校準源時，需要考慮以下3個因素：
- 黑體類型（熱板型或空腔型）可以說明該設(shè)備的構(gòu)造及整體性能。
- 目標區(qū)域可以說明我們能在多大的一塊區(qū)域上檢查我們的紅外線溫度計。目標區(qū)域應(yīng)大于溫度計的視場；否則紅外溫度計將會測量目標區(qū)域加上周圍部分較冷的區(qū)域。通常，對照黑體源以相對較近的距離（大約為0.15至1 m)對紅外線溫度計進行檢查，具體距離取決于目標區(qū)域的大小。
- 目標發(fā)射率越高，校準結(jié)果越理想。如果發(fā)射率目標較低，紅外溫度計的波長帶寬就會產(chǎn)生影響。當發(fā)射率E為理想值1.00時，DUT (被測設(shè)備）的波長帶寬就不 會有影響。
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