選購紅外測溫儀需要從哪些方面入手
目前市場上紅外測溫儀產(chǎn)品很多,讓我們有點(diǎn)眼花繚亂。那么如何正確選購紅外測溫儀呢?應(yīng)從以下幾個方面入手:首先需要確定測量目標(biāo)要求,考慮被測目標(biāo)溫度和大小、測量距離、被測目標(biāo)的材料、目標(biāo)所處環(huán)境;其次要考慮儀器的響應(yīng)速度、測量精度、是在現(xiàn)場使用還是在線監(jiān)測等;然后再選擇紅外測溫儀的性能、功能和價(jià)格等,成為佳搭配;后也適當(dāng)考慮使用方便性、品牌、維修和校準(zhǔn)等質(zhì)量保證與服務(wù)問題。具體分析如下:
1. 了解測量溫度范圍。測溫范圍是紅外測溫儀重要的一個性能指標(biāo),每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍,建議您按照測量的需求,選擇適當(dāng)范圍的紅外測溫儀。被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬,測溫范圍過寬,會降低測溫精度,溫度過高價(jià)格也貴,經(jīng)濟(jì)上有點(diǎn)不劃算;溫度過低不能滿足要求。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變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量變化,因此,測溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好。一般來說,測溫范圍越窄,監(jiān)控溫度的輸出信號分辨率越高,精度可靠性容易解決。
2. 了解發(fā)射率根據(jù)客戶的使用反饋信息,當(dāng)使用紅外測溫儀時(shí),經(jīng)常會出現(xiàn)測量偏差,其中有50%的情況,發(fā)射率是導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的禍?zhǔn)?。由于紅外測溫儀適用于各種場合,被測物體表面的材料材質(zhì)及顏色不同(尤其是HVAC系統(tǒng)中各種管道),其對外發(fā)射紅外能量的能力就不一樣。通過發(fā)射率調(diào)節(jié),可減少由于材料而產(chǎn)生的測量誤差。所以儀器是否具備這一功能至關(guān)重要。
3. 了解測量精度和小分辨率測量精度和分辨率是兩個不同的概念,容易弄混。測量精度是保證測量是否準(zhǔn)確的指標(biāo),也是確定紅外測溫儀性能好壞的關(guān)鍵指標(biāo)。分辨率是測量某一具體溫度時(shí)的小量度。
4. 了解目標(biāo)尺寸,即光點(diǎn)尺寸(spot size),就是測溫儀測量點(diǎn)的面積。您距離目標(biāo)越遠(yuǎn),光點(diǎn)尺寸就越大。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,在進(jìn)行測溫時(shí),被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀干擾測溫讀數(shù),造成誤差。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。對于比色測溫儀,其溫度是由兩個獨(dú)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,不充滿視場,測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時(shí),都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。甚至在能量衰減了95%情況下,仍能保證要求的測溫精度。對于細(xì)小而又處于運(yùn)動或震動之中的目標(biāo),比色測溫儀是佳選擇,因?yàn)楣饩€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,可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。
5. 了解距離系數(shù)比(D:S),即光學(xué)分辨率,指紅外測溫儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如在遠(yuǎn)離測量直徑小的目標(biāo)時(shí),應(yīng)選擇高比率的紅外測溫儀。而距離系數(shù)比越高,紅外測溫儀的成本也越高。為了獲得的溫度讀數(shù),測溫儀與測試目標(biāo)之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi)。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。對于固定焦距的測溫儀,在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑小位置,近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會增大。存在兩個距離系數(shù)。因此,為了能在接近和遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的距離上準(zhǔn)確測溫,被測目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸,變焦測溫儀有一個小焦點(diǎn)位置,可根據(jù)到目標(biāo)的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。增大D:S,接收的能量就 減少,如不增大接收口徑,距離系數(shù)D:S很難做大,這就要增加儀器成本。
6. 了解波長范圍。目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應(yīng)波長,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(qū),測量金屬材料的佳波長是近紅外,可選用0.8~1.0μm。其它溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波長上是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用1μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測玻璃表面溫度選用5μm;測低溫區(qū)選用8~14μm為宜。如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm、聚酯類選用4.3μm或7.9μm,厚度超過0.4mm的選用8-14μm。如測火焰中的CO用窄帶4.64μm,測火焰中的NO2用4.47μm。
7. 了解響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間為紅外測溫儀到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要的時(shí)間,表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。紅外測溫儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng),確定響應(yīng)時(shí)間主要根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動速度和目標(biāo)的溫度變化速度。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(shí),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),會降低測量精度。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(shí),響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。
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8. 了解信號處理功能。鑒于離散過程(如零件)和連續(xù)過程不同,所以要求紅外測溫儀具有多信號處理功能(如峰值保持、小值保持、平均值)可供選用,如測溫傳送帶上的瓶子時(shí),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溫度值。若用峰值保持,設(shè)置測溫儀響應(yīng)時(shí)間稍長于瓶子之間的時(shí)間間隔,這樣至少有一個瓶子處于測量中。
9. 了解環(huán)境條件。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,否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高,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(shí),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號時(shí),光線比色測溫儀是佳選擇。
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