紅外線測溫儀廠家淺談如何正確選擇紅外線測溫儀

紅外線測溫儀廠家淺談如何正確選擇紅外線測溫儀

    隨著技術和不斷發展，紅外線測溫儀*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。在選擇測溫儀型號時應首先確定測量要求，如被測目標溫度，被測目標大小，測量距離，被測目標材料，目標所處環境，響應速度，測量精度，用便攜式還是在線式等等；在現有各種型號的測溫儀對比中，選出能夠滿足上述要求的儀器型號；在諸多能夠滿足上述要求的型號中選擇出在性能、功能和價格方面的*搭配。其他選擇方面，如使用方便、維修和校準性能等。
1 、確定測溫范圍
 　 確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀zui重要的一個性能指標。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。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線測溫儀來完成。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。一般來說，測溫范圍越窄，監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，會降低測溫精度。例如，如果被測目標溫度為 1000 攝氏度，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，因為如果選用 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 攝氏度的目標外，還要照顧低溫目標，那只好選擇 3iLR3 。
2 、確定目標尺寸 
為了獲得的溫度讀數，測溫儀與測試目標之間的距離必須在合適的范圍之內，所謂 “ 光點尺寸 ” （ spot size ）就是測溫儀測量點的面積。您距離目標越遠，光點尺寸就越大。
紅外線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。對于比色測溫儀，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，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，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。對于細小而又處于運動或震動之中的目標，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，因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標。
3 、確定距離系數（光學分辨率） 
 　 距離系數由 D ： S 之比確定，即測溫儀探頭到目標之間的距離 D 與被測目標直徑之比。光學分辨率越高，即增大 D ： S 比值，測溫儀的成本也越高。如果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。對于固定焦距的測溫儀，在光學系統焦點處為光斑zui小位置，近于和遠于焦點位置光斑都會增大。存在兩個距離系數。因此，為了能在接近和遠離焦點的距離上準確測溫，被測目標尺寸應大于焦點處光斑尺寸，變焦測溫儀有一個zui小焦點位置，可根據到目標的距離進行調節。增大 D ： S ，接收的能量就減少，如不增大接收口徑，距離系數 D ： S 很難做大，這就要增加儀器成本。
4 、確定波長范圍
目標材料的發射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應波長對于高反射率合金材料，有低的或變化的發射率。在高溫區，測量金屬材料的*波長是近紅外，可選用 0.8 ～ 1.0μm 。其他溫區可選用 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，對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內部溫度選用 1.0μm ， 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 5.0μm ；測低溫區選用 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 、確定響應時間
 　 響應時間定義為到達zui后讀數的 95% 能量所需要的時間，表示紅外線測溫儀對被測溫度變化的反應速度，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統的時間常數有關。紅外線測溫儀響應時間的選擇要和被測目標的情況相適應，確定響應時間主要根據目標的運動速度和目標的溫度變化速度。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時，要選用快速響應紅外線測溫儀，否則達不到足夠的信號響應，會降低測量精度。然而，并不是所有應用都要求快速響應的紅外線測溫儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，響應時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）和連續過程不同，所以要求紅外線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，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內。否則測溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，設置測溫儀響應時間稍長于瓶子之間的時間間隔，這樣至少有一個瓶子總是處于測量之中。
7 、環境條件考慮
 　 測溫儀所處的環境條件對測量結果有很大影響，應予考慮并適當解決，否則會影響測溫精度甚至引起損壞。當環境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環境影響并保護測溫儀，實現準確測溫。在確定附件時，應盡可能要求標準化服務，以降低安裝成本。當在噪聲、電磁場、震動或難以接近環境條件下，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，光纖雙色測溫儀是*選擇。在噪聲、電磁場、震動和難以接近的環境條件下，或其他惡劣條件時，宜選擇光線比色測溫儀。在密封的或危險的材料應用中（如容器或真空箱），測溫儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強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。
    如操作員需要通過窗口目標，應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料，如 ZnSe 或 BaF2 等作為窗口材料。
    當測溫儀工作環境中存在易燃氣體時，可選用本征安全型紅外線測溫儀，從而在一定濃度的易燃氣體環境中進行安全測量和監視。

    在環境條件惡劣復雜的情況下，可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統，以便于安裝和配置。