隨著科技的不斷發(fā)展,遠(yuǎn)紅外測溫儀的設(shè)計和新進(jìn)展為用戶提供了多種功能和多用途的儀器,擴(kuò)大了用戶的選擇范圍。在選擇測溫儀類型時,首先要確定測量要求,如被測目標(biāo)的溫度、被測目標(biāo)的尺寸、測量距離、被測目標(biāo)材料、被測目標(biāo)的環(huán)境、響應(yīng)速度、測量精度等,是使用便攜式還是在線等;在對現(xiàn)有各種類型的測溫儀進(jìn)行比較時,應(yīng)選擇能滿足上述要求的儀器類型;在很多情況下,能滿足上述要求的,應(yīng)選擇性能、功能、價格等方面的最佳組合。其他選項,如易用性、維護(hù)和校準(zhǔn)性能。
1、確定溫度范圍
測溫范圍的確定:測溫范圍是測溫儀器的重要性能指標(biāo)。每種測溫儀都有其特定的溫度范圍。一般紅外測溫儀產(chǎn)品的覆蓋范圍是-50℃~+3000℃,但這不能用一種紅外測溫儀來完成。因此,必須準(zhǔn)確、全面地考慮用戶測量的溫度范圍,既不能太窄,也不能太寬。
根據(jù)黑體輻射定律,在光譜的短波段內(nèi),溫度引起的輻射能量變化將超過發(fā)射率誤差引起的輻射能量變化。因此,應(yīng)盡量選擇短波。一般來說,溫度測量范圍越窄,溫度監(jiān)測輸出信號的分辨率越高,精度和可靠性容易解決。如果溫度測量范圍過寬,則會降低溫度測量精度。
2、確定目標(biāo)大小
為了得到精確的溫度讀數(shù),測溫儀與被測物體之間的距離必須在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。所謂“光斑尺寸”是指測溫儀測量點的面積。離目標(biāo)越遠(yuǎn),光斑的大小就越大。
根據(jù)原理,紅外測溫儀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,被測靶區(qū)應(yīng)充滿測溫儀的視場。建議測量目標(biāo)尺寸應(yīng)大于視場的50%。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量會進(jìn)入測溫儀的光聲信號分支干擾測溫讀數(shù),造成誤差。
相反,如果目標(biāo)大于測溫儀的視場,則測溫儀不會受到測量區(qū)域外背景的影響。對于比色測溫儀,溫度由兩個獨立波長段的輻射能量之比決定。因此,當(dāng)被測目標(biāo)很小時,不會填滿視場,且測量路徑上有煙、塵和堵塞,不會影響測量結(jié)果。即使在能量衰減為95%的情況下,仍然可以保證所需的溫度測量精度。
對于小的和移動的物體,比色測溫儀是最好的選擇。這是由于光的直徑小、柔韌性好,可以在彎曲、阻擋和折疊通道中傳遞光輻射能量。因此,它可以在惡劣條件下或接近電磁場的情況下,對難以接近的目標(biāo)進(jìn)行測量。
3、距離系數(shù)(光學(xué)分辨率)的測定
距離系數(shù)由D:s的比值決定,即探頭與目標(biāo)之間的距離D與目標(biāo)直徑的比值。光學(xué)分辨率越高,即D:s比越高,測溫儀的成本就越高。如果由于環(huán)境條件的限制,測溫儀必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)的地方,并且需要測量小目標(biāo),則應(yīng)選擇光學(xué)分辨率高的測溫儀。
對于定焦距測溫儀,光學(xué)系統(tǒng)焦點處的光斑Zui較小,離焦點近、遠(yuǎn)的光斑增大。有兩個距離系數(shù)。因此,為了準(zhǔn)確測量距焦點距離處的溫度,被測目標(biāo)的尺寸應(yīng)大于焦點處光斑的尺寸。變焦測溫儀有一個小焦點位置,可以根據(jù)與目標(biāo)的距離進(jìn)行調(diào)整。如果增加D:s,接收的能量將減少。如果不增加接收孔徑,距離系數(shù)D:s很難增加,這將增加儀器的成本
4、確定波長范圍
目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定了測溫儀的光譜波長。對于高反射率的合金材料,發(fā)射率很低或可變。在高溫區(qū),測量金屬材料的最佳波長為近紅外,波長范圍為0.8~1.0μM。2μm和3。分別為9μm。由于某些材料在一定波長下是透明的,紅外能量會穿透這些材料,因此這種材料應(yīng)選擇特定的波長。
例如,測量玻璃內(nèi)部溫度時,應(yīng)選擇1.0μm、2.2μm和3.9μm的波長(被測玻璃應(yīng)很厚,否則會穿透);測量玻璃表面溫度時,應(yīng)選擇5.0μm的波長;應(yīng)選擇8-14μm的波長選擇用于測量低溫區(qū)域。例如,聚乙烯塑料薄膜為3.43μm,聚酯薄膜為4.3μm或7.9μm,厚度超過0.4mm的薄膜為8-14μm。例如,CO的窄帶為4.64μm,NO2的窄帶為4.47μm。
5、確定響應(yīng)時間
響應(yīng)時間定義為到達(dá)Zui后95%的讀取能量所需的時間,表示紅外測溫儀對所測溫度變化的響應(yīng)速度。它與光電探測器、信號處理電路和顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。紅外測溫儀響應(yīng)時間的選擇應(yīng)與目標(biāo)的情況相適應(yīng),響應(yīng)時間主要根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動速度和溫度變化速度來確定。
如果目標(biāo)移動速度很快或測量到快速加熱目標(biāo),則應(yīng)選擇快速響應(yīng)紅外測溫儀,否則信號響應(yīng)不夠,測量精度會降低。然而,并非所有應(yīng)用都需要快速響應(yīng)紅外測溫儀。當(dāng)靜態(tài)或目標(biāo)熱過程中存在熱慣性時,響應(yīng)時間可以放寬。
6、信號處理功能
鑒于離散過程與連續(xù)過程的不同,要求紅外測溫儀具有多個信號處理功能(如峰值保持、谷值保持和平均值)供選擇。例如,當(dāng)使用溫度測量傳送帶上的瓶子時,使用峰值保持,并將溫度輸出信號傳送給控制器。否則,測溫儀會讀取瓶子之間的較低溫度值。如果使用峰值保持,則將測溫儀的響應(yīng)時間設(shè)置為略長于兩瓶之間的時間間隔,以便至少有一瓶始終處于測量狀態(tài)。
7、考慮環(huán)境條件
測溫儀的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)加以考慮并妥善解決,否則會影響甚至損害測溫精度。當(dāng)環(huán)境溫度較高,有灰塵、煙霧和蒸汽時,可選用廠家提供的保護(hù)套、水冷、風(fēng)冷系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等附件。這些附件能有效解決環(huán)境影響,保護(hù)測溫儀,實現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度測量。在確定配件時,應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù),以降低安裝成本。當(dāng)能量信號在噪聲、電磁場、振動或不可接近等惡劣環(huán)境中被煙霧、灰塵或其他顆粒物減弱時,光纖雙色測溫儀是醉人的最佳選擇。在噪聲、電磁場、振動和難以接近的環(huán)境條件下,或其他惡劣條件下,宜選用光比色測溫儀。
在密封或危險材料應(yīng)用(如容器或真空室)中,通過窗戶觀察測溫儀。材料必須足夠堅固,以通過所用測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作者是否也需要透過窗戶觀察,因此應(yīng)選擇合適的安裝位置和窗戶材料,避免相互影響。
在低溫測量應(yīng)用中,通常采用Ge或Si材料作為窗口,對可見光不透明,人眼無法通過窗口觀察目標(biāo)。
如果操作員需要通過窗口目標(biāo),則應(yīng)使用透射紅外輻射和可見光的光學(xué)材料,如ZnSe或BaF2,作為窗口材料。
當(dāng)測溫儀的工作環(huán)境中有易染奇鈦時,可選用本安型紅外測溫儀進(jìn)行安全測量,并在一定濃度的易染奇鈦環(huán)境中進(jìn)行安全操作。
在惡劣復(fù)雜的環(huán)境條件下,可選用單獨測溫頭和顯示器的系統(tǒng),便于安裝和配置。