红外测温仪应用技术

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15、机电　-红外测温仪应用技术弱电学院---文章分类:电子→其它推荐∧上一篇    ∨下一篇    ◎最新发布列表...双击自动滚屏发布者：弱电之家   发布时间：2008-1-25   来源：互联网   总阅读：806次   本周阅读：10次   今日阅读：2次前言红外测温仪也叫辐射测温仪。它根据被测物的红外辐射能量确定其温度，因此它具有快速、

16、非接触和可测小目标的特点。同时它也有测量值受被测物体发射率、反射热源、气氛干扰影响的弱点。在现场应用中排除这些影响的应用技术就显得十分重要。尽管价格较贵和存在上述弱点，它还是得到了越来越广泛的应用，因为它的应用减少了铂铑等贵金属的消耗，解决了许多常规测温方法不能解决的测温难题，例如，火车轴温、高压线接线夹温度、轧制中的板材和线材温度、连铸温度、真空镀膜工件温度、半导体分子束外延温度、光纤拉制和玻璃板弯曲温度、塑料和漆膜温度，回转窑外皮和烧成带温度、纺织品定型温度、建筑物和管道漏热损失、弹药混合温度、枪炮身管温度、火箭飞机尾焰温度……等等。

17、在发达国家中，红外测温仪应用已进入成熟阶段。它主要表现在两个方面。一方面测温仪产品规格型号多、质量稳定、配套件齐全、售后服务好、应用技术开发快。另一方面使用户减少了贵金属消耗、产品质量得到提高、节约了能源，从而产生了好的经济效益。当前阻碍我国迅速发展的总是之一是用户不熟悉红外测温的应用技术，本文将主要讨论这个问题。测温原理红外测温的理论根据是普朗克黑体辐射定律，它定量地确定了不同温度的黑体在各个波长的电磁辐射能量的大小。  图一图一是黑体辐射曲线图。纵座标表示辐射能量，横座标表示波长，曲线从下至上表示温度越来越高。从图一可以得出如下结论：

18、1、随着温度升高辐射能量增加。这是单波段测温仪的依据。2、随着温度升高辐射波长向短波方向移动，其规律为维恩位移定律T?λm=2898μm?k。显然，测高温度选择短波长测温仪，测低温应选择长波长测温仪，被测目标较小时尤其如此。3、短波长处辐射能随温度增加比长波长处快。这意味着短波长处比长波长处的测温灵敏度高。即对于同样温度变化量△Т，短波测温仪获得的信号△V比长波测温仪大，故尔前者抗干扰能力强和测温误差小。对于同样测温范围前者信号变化动态范围比后者大，因而前者信号处理难度较大。例如，在0.9μm处辐射能随温度的9次方左右变化，在8～14μm

19、处仅呈1.5次方左右变化。这一条结论也是双波段比色测温仪的依据。同时利用两个相近的波段测量同一物体，取短波信号与长波信号的比值，这个比值将物体温度升高而加大，根据比值大小就可以确定物体温度。由于这两个波段十分靠近，发射率和气氛吸收对两个信号的衰减可能相同，不大会影响比值，因此比色测温抗干扰性强。同样道理它也能测量不充满视场的小目标。图二图中：1）物镜2）孔径光栏3）分光镜4）消杂光栏5）视场光栏6）滤可见光滤光片7）气隙8）滤可见光滤光片9）探测器10）可移动防护眼睛率光片11）凹透镜12）五角屋脊棱镜13）凸透镜14）分划板15）凸透镜

20、16）目镜17）目镜窗工作原理图二是典型的单波段红外测温仪方框图。被测目标的红外辐射通过物镜被汇聚到测温仪探头内。45°分光片使可见光反射供人眼瞄准，使红外光透射到红外探测器。前后移动物镜使目标的辐射在探测器上聚焦。由于探测器和分划板距离分光片相等，目标上的可见光将也聚焦在分划板上。分划板上刻有小环，小环的大小和探测器光栏大小相等，目标复盖了分划板小环，也就复盖了探测器光栏。用户通过目镜观察分划板确定对目标的瞄准和聚焦情况。探测器前面的滤光片限定测温仪的工作波段，使探测器接收的红外温度信号转化为电压电信号送入前置放大器放大来自探测器的信号

21、，热敏元件产生环境温度补偿信号。这俩个信号通过叠加产生仅与目标温度对应的信号，这个信号再经发射率ε修正、时间常数τ设定、峰值保持选择及延迟时间设定和线性化修正，最后以数字或电流形式显示目标温度。参数选择针对不同的用途，通常要选用不同类型和不同参数的测温仪。如选择不当，可能完全达不到预期的目的，因此，仔细地选择是至关重要的，最好取得专家指导。1、类型选择当因被测目标较小或在光路中有机械阻挡使目标不能充满视场时，应该选用比色测温仪。比色测温仪在一定程度上还能克服发射率以及少量烟雾水汽和粉尘的影响。光纤测温仪用光纤传输辐射能，它可以用在烟尘水汽

22、较严重的场所。光纤可以弯曲，能测量阻挡物后面目标的温度。光纤也可以插入密封容器，测其内部目标温度。目标能充满视场且不受阻挡的场所，可以用单波段测温仪，烟尘水汽较大时可以采用附加空气吹扫器和窥视