紅外測溫技術(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全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外人體測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸美國RAYTEK雷泰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，每一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，正確選擇美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀型號對使用者來說是十分重要的。熱像儀主要參數(shù)1工作波段；工作波段是指紅外熱像儀中所選擇的紅外探測器的響應(yīng)波長區(qū)域，一般是3～5μm或8～12μm。2探測器類型；探測器類型是指使用的一種紅外器件。是采用單元或多元（元數(shù)8、10、16、23、48、55、60、120、180等）光電導(dǎo)或光伏紅外探測器，其采用的元素有硫化鉛（PbS）、硒化鉛（PnSe）、碲化銦（InSb）、碲鎘汞（HgCdTe）、碲錫鉛（PbSnTe）、鍺摻雜（Ge：X）和硅摻雜（Si：X）等。3掃描制式；一般為我國標(biāo)準(zhǔn)電視制式，PAL制式。4顯示方式；指屏幕顯示是黑白顯示還是偽彩顯示。5溫度測定范圍；指測定溫度的zui低限與zui高限的溫度值的范圍。6測溫準(zhǔn)確度；指紅外熱像儀測溫的zui大誤差與儀器量程之比的百分?jǐn)?shù)。7zui大工作時(shí)間；紅外熱像儀允許連續(xù)的工作時(shí)間。性能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)，所謂“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。右圖所示為距離與光點(diǎn)尺寸的比率，或稱D：S。在激光瞄準(zhǔn)器型測溫儀上，激光點(diǎn)在目標(biāo)中心的上方，有12mm（0.47英寸）的偏置距離。測量距離與光點(diǎn)尺寸在定測量距離時(shí)，應(yīng)確保目標(biāo)直徑等于或大于受測的光點(diǎn)尺寸。右圖所標(biāo)示的“1號物體”（object 1 ）與測量儀之間的距離正，因?yàn)槟繕?biāo)比被測光點(diǎn)尺寸略大一些。而“2號物體”距離太遠(yuǎn)，因?yàn)槟繕?biāo)小于受測的光點(diǎn)尺寸，即測溫儀同在測量背景物體，從而降低了讀數(shù)的性。使用要點(diǎn)1、確定測溫范圍確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個(gè)性能指標(biāo)。有些測溫儀產(chǎn)品量程可達(dá)到為-50℃- +3000℃，但這不能由一種型號的美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀來完成。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(zhǔn)確、周全，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超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，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。測溫范圍過寬，會(huì)降低測溫精度。例如，如果被測目標(biāo)溫度為1000℃，首先確定在線式還是便攜式，如果是便攜式。滿足這一溫度的型號很多，如3iLR3，3i2M，3i1M。如果測量精度是主要的，選用2M或1M型號的，因?yàn)槿绻x用3iLR型，其測溫范圍很寬，則高溫測量性能便差一些；如果用戶除測量1000℃的目標(biāo)外，還要照顧低溫目標(biāo)，那只好選擇3iLR3。.2、確定目標(biāo)尺寸美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀根據(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(huì)進(jìn)入測溫儀的視聲符支干擾測溫讀數(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(huì)受到測量區(qū)域外面的背景影響。對于比色測溫儀，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)，都不對測量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。對于細(xì)小而又處于運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)之中的目標(biāo)，比色測溫儀是*選擇。這是由于光線直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量。對于某些測溫儀，其溫度是由兩個(gè)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，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(shí)，都不會(huì)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精度。對于目標(biāo)細(xì)小，又處于運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)之中的目標(biāo)；有時(shí)在視場內(nèi)運(yùn)動(dòng)，或可能部分移出視場的目標(biāo)，在此條件下，使用雙色測溫儀是*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*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、確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）距離系數(shù)由D：S之比確定，即測溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測目標(biāo)直徑之比。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。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值，測溫儀的成本也越高。Raytek美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀D：S的范圍從2：1（低距離系數(shù)）到高于300：1（高距離系數(shù)）。如果測溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)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zui小位置，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會(huì)增大。存在兩個(gè)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(gè)zui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。4、確定波長范圍目標(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*波長是近紅外，可選用0.8～1.0μm。其他溫區(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(huì)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1.0μm，2.2μm和3.9μm（被測玻璃要很厚，否則會(huì)透過）波長；測玻璃表面溫度選用5.0μm；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。5、確定響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間表示美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)zui后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，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)。有些美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms，比接觸式測溫方法快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)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)美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng)，會(huì)降低測量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時(shí)，測溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。因此，美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀響應(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(dòng)速度和目標(biāo)的溫度變化速度。對于靜止的目標(biāo)或目標(biāo)參在熱慣性，或現(xiàn)有控制設(shè)備的速度受到限制，測溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。.6、信號處理功能鑒于離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，所以要求美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀具有多信號處理功能（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(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的溫度值。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(gè)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(huì)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(dòng)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(shí)，光纖雙色測溫儀是*選擇。比色測溫儀是*選擇。在噪聲、電磁場、震動(dòng)和難以接近的環(huán)境條件下，或其他惡劣條件時(shí)，宜選擇光線比色測溫儀。在密封的或危險(xiǎn)的材料應(yīng)用中（如容器或真空箱），測溫儀通過窗口進(jìn)行觀測。材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作工是否也需要通過窗口進(jìn)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)測溫儀工作環(huán)境中存在易燃?xì)怏w時(shí)，可選用本征安全型美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀，從而在一定濃度的易燃?xì)怏w環(huán)境中進(jìn)行安全測量和監(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。8、紅外輻射測溫儀的標(biāo)定美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測目標(biāo)的溫度。一般的紅外測溫的校準(zhǔn)周期是一年，建議選用腔形，發(fā)射率達(dá)到0.995的黑體爐，才能準(zhǔn)確的校準(zhǔn)美國RAYTEK雷泰紅外測溫儀。如果所用的測溫儀在使用中出現(xiàn)測溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。應(yīng)用超小型溫度校正儀，zui大限度地克服了由于超小型化而帶來的技術(shù)困難，使用戶可以攜帶到工業(yè)現(xiàn)場的每一角落，對其需要檢查、維修和標(biāo)定的溫度探頭實(shí)施現(xiàn)場校驗(yàn)作業(yè)，免除將其拆卸取回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對比標(biāo)定，又要重新裝回原系統(tǒng)的麻煩，可以大大提高工作效率，節(jié)約時(shí)間，提高設(shè)備和系統(tǒng)的可用率，并且為現(xiàn)場自動(dòng)控制工程師提供了優(yōu)異的維修、校驗(yàn)手段。AIKOM系列超小型溫度校正儀，一改傳統(tǒng)的溫度校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，其?yīng)用領(lǐng)域之廣泛，遍及工業(yè)領(lǐng)域溫度測量和標(biāo)定的每一環(huán)節(jié)，并提供了一個(gè)可調(diào)的模擬溫度源，對提高工藝流程控制水平、產(chǎn)品質(zhì)量保證以及防止工業(yè)過程自動(dòng)保護(hù)定值的誤動(dòng)和尋找故障提供了重要的檢查手段。特別是對于溫度開關(guān)的定值檢查，可以做到快速準(zhǔn)確而方便，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及：電力：燃煤發(fā)電廠、燃?xì)夤犭姀S、水電站、核電站、地區(qū)供熱管網(wǎng)、大型電力變壓器的溫度保護(hù)和信號傳送等。冶金：鋁廠、銅廠、鋼廠等。石化：采油、輸油管路、石化廠、煉油廠。一般工業(yè)：冷凍機(jī)廠、空調(diào)廠、冰箱廠、啤酒廠、制藥廠、汽車廠。溫度元件制造廠：鉑電阻、熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線電纜、溫度開關(guān)、溫度傳感器制造廠。交通運(yùn)輸：機(jī)場的飛機(jī)維修、大型運(yùn)輸動(dòng)力系統(tǒng)維修、遠(yuǎn)洋海運(yùn)作為在役維修測量手段。Aikom產(chǎn)品在中國市場推出的主要有二個(gè)系列（PD－1000/PD－2000）四種型號。PD－1025特點(diǎn)是采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，在攝氏20度環(huán)境溫度下zui低溫度可以達(dá)到－25度，高溫能達(dá)到 105度。PD－2300的特點(diǎn)是槽體有效尺寸深，加熱元件使用24V直流，安全性好和靜電影響小，利用機(jī)內(nèi)風(fēng)扇冷卻而不需要外壓縮空氣，采用錐形槽體和傳熱套管，熱阻極小傳熱快，溫場經(jīng)過特殊補(bǔ)償，溫度范圍為環(huán)境溫度至攝氏400度。PD－2800的特點(diǎn)是可以提供攝氏720度的高溫源，升降溫速度快，使用方便，操作簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，特別適用于工業(yè)現(xiàn)場使用。但由于采肒型熱電偶作為槽體測溫元件，適用于高溫而精度要求不高場稀?BR>PD－2600是Aikom公司推出的高精度，高穩(wěn)定性，高溫槽體，標(biāo)定后的精度為正負(fù)0.3℃滿量程非線性誤差。它還可以通過選購一個(gè)軟件，用以實(shí)現(xiàn)十段可編程升降溫速率控制，用來模擬和實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際工藝流程。也可以輸入1－5V過程電壓信號，用以改變槽體控溫單元的設(shè)定值構(gòu)成環(huán)路控制?？傊且慌_(tái)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)程控小型便攜式恒溫槽，是世界上同類產(chǎn)品中性能優(yōu)異的代表作。采用紅外成像檢測技術(shù)可以對正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值，據(jù)此對各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷，具有實(shí)時(shí)、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點(diǎn)，用來檢測發(fā)電廠、變電所和輸電線路的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備和帶電設(shè)備非常方便、有效。利用熱像儀檢測在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運(yùn)行狀態(tài)的一項(xiàng)新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測溫方式(如熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測物表面或體內(nèi))相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實(shí)時(shí)、定量、在線檢測發(fā)熱點(diǎn)的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。它可以在-20℃～2000℃的寬量程內(nèi)以0.05℃的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱致故障，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點(diǎn)等等。帶電設(shè)備的紅外診斷技術(shù)是一門新興的學(xué)科。它是利用帶電設(shè)備的致熱效應(yīng)，采用設(shè)備獲取從設(shè)備表面發(fā)出的紅外輻射信息，進(jìn)而判斷設(shè)備狀況和缺陷性質(zhì)的一門綜合技術(shù)。
中級會(huì)員
第15年
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