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確保紅外測溫儀測溫精度進入高溫地帶
紅外技術及其原理的無異議的理解為其精1確的測溫。當由紅外測溫儀測溫時,被測物體發(fā)射出的紅外能量,通過紅外測溫儀的光學系統(tǒng)在探測器上轉(zhuǎn)換為電信號,該信號的溫度讀數(shù)顯示出來,有幾個決定精1確測溫的重要因素,1重要的因素是發(fā)射率、視場、到光斑的距離和光斑的位置。發(fā)射率,所有物體會反射、透過和發(fā)射能量,只有發(fā)射的能量能指示物體的溫度。紅外線測溫儀如何保養(yǎng)及維護的三種主要方法在使用瑞光相關產(chǎn)品時怎樣如何避免外界因素對紅外測溫儀的壽命造成影響。
當紅外測溫儀測量表面溫度時,儀器能接收到所有這三種能量。因此,所有紅外測溫儀必須調(diào)節(jié)為只讀出發(fā)射的能量。測量誤差通常由其它光源反射的紅外能量引起的。有些紅外測溫儀可改變發(fā)射率,多種材料的發(fā)射率值可從出版的發(fā)射率表中找到。其它儀器為固定的予置為0.95的發(fā)射率。該發(fā)射率值是對于多數(shù)有機材料、油漆或氧化表面的表面溫度,就要用一種膠帶或平光黑漆涂于被測表面加以補償。只有采用了信號處理技術,紅外測溫儀收集的信息才能得到有效的利用。
使膠帶或漆達到與基底材料相同溫度時,測量膠帶或漆表面的溫度,即為其真實溫度。距離與光斑之比,紅外測溫儀的光學系統(tǒng)從圓形測量光斑收集能量并聚焦在探測器上,光學分辨率定義為紅外測溫儀到物體的距離與被測光斑尺寸之比(D:S)。比值越大,紅外測溫儀的分辨率越好,且被測光斑尺寸也就越小。激光瞄準,只有用以幫助瞄紅外測溫儀準在測量點上。紅外光學的1新改進是增加了近焦特性''可對小目標區(qū)域提供精1確測量,還可防止背景溫度的影響。視場,確保目標大于紅外測溫儀測量時的光斑尺寸,目標越小,就應離它越近。當精度非凡重要時,要確保目標至少2倍于光斑尺寸。這種新型線加速紅外測溫儀具有其他紅外測溫儀不可媲美的特點,其結(jié)構簡單、成本低、可靠性高.特別是經(jīng)1600ug的高沖擊后還能工作。
光纖在線式遠距離紅外測溫儀自身具有抗電磁干擾能力強、抗腐蝕、傳輸距離遠、工作穩(wěn)定等特點,光纖在線式紅外測溫儀可以在條件惡劣、苛刻的環(huán)境及電磁干擾很強的環(huán)境下進行溫度檢測。利用其有一定的柔韌性能,光纖在線紅外測溫儀可以對無法直接觀察到的目標--如容器或管道內(nèi)壁處--進行溫度測紅外線測溫儀量,并可以在不采用冷卻裝置的情況下耐受高達200°C的環(huán)境高溫。他的特點是在給定的溫度和波長下,物體發(fā)射的輻射能有一個zui大值,這種物質(zhì)稱為黑體,并設定他的反射系數(shù)為1,其他的物質(zhì)反射系數(shù)小于1,稱為灰體,由于黑體的光譜輻射功率P(λT)與絕1對溫度T之間滿足普朗克定。
還有就是地面溫度1高是33℃,走幾步就會出汗。電力公司郭師傅指著井口對記者說,在他的后背上設備有幾公斤重,單背著設備在地面走幾步,已經(jīng)大汗淋漓了。北京東直門附近的這段電纜隧道是一條老隧道,長度大約四五百米。打開井蓋后,記者沿著一個扶梯慢慢下到數(shù)米深的地下井內(nèi)。井底略微開闊,高度只有1米多一點兒,貓著腰才能往前走隧道兩側(cè)是一排排架子,上面放著碗口粗細黑色外皮的電纜。走不到幾步記者就感覺胸口憋悶,大汗順著脖子往下淌,感覺就像進入了桑拿房。光纖測溫儀由于通過光纖傳輸光信號,光敏元件及處理電路離檢測目標距離較遠,適合用于溫度較高工作環(huán)境,及避免電磁干擾,而普通測溫儀一般用于溫度70°以下工作環(huán)境。
紅外測溫的基礎理論生物波譜和發(fā)射規(guī)律
紅外線是電磁波譜的一個部分,這一波段位于可見光和微波之間,根據(jù)普朗克輻射定理,凡是絕1對溫度大于零度的物體都能輻射電磁能,物體的輻射強度與溫度表面的輻射能力有關,輻射的光譜分布也與物體溫度密切相關。在電磁波譜中,我們把人眼可直接感知的0.4~0.75微米破段稱為可見光波段,而把波長從0.75至1000微米的電磁波稱為紅外波段,紅外波段的短波段與可見光紅光相鄰,長波端與微波相接??梢姽廨椛渲饕獊碜愿邷剌椛湓矗缣?,高溫燃燒氣體,灼熱金屬等,而任何低溫,室溫或加熱后的物體都有紅外輻射。由于微處理機和LSI存貯器等的發(fā)展,信號處理能力有了顯著提高,但由于紅外測溫儀跟不上信號處理技術的發(fā)展,故兩者之間的差距就成了問題。
1、生物波譜
生物波譜,又叫生物頻譜,是生物自身發(fā)出的生物物理信息的光波或頻率的綜合稱謂,它構成生物體周圍的生物信息場??茖W研究表明,生物體(包括人體)可產(chǎn)生溫度場,電場和磁場等,統(tǒng)稱為生物信息場,可以用物理學中的電磁波譜頻率或波長,溫度等物理因子來表述。小巧輕便的便攜式紅外測溫儀將多種紅外線測溫儀氣體探測加入防水紅外測溫儀行列。
生物波譜的波長覆蓋范圍在電磁波譜中的紫外線到弱微波之間,人體的生物波譜則主要在紅外線到弱微波區(qū)域,尤其集中在紅外線波段范圍。因此它遵循電磁波的一切特性。
生物波譜的這種物理信息的存在,變化是與生物體自身功能狀態(tài)密切相關的,同樣可以反應生物體的健康狀態(tài)。
2、紅外輻射的發(fā)射及其規(guī)律
先簡單介紹一下黑體的紅外輻射規(guī)律。所謂的黑體,簡單講就是在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等譯1的物體,也就是說全吸收。顯然,因為自然界中實際存在的任何物體對不同波長的入射輻射都有一定的反射(吸收率不等以1),所以,黑體知識人們抽象出來的一種理想化的物體模型。但黑體熱輻射的基本規(guī)律是紅外研究及應用的基礎,它揭示了黑體發(fā)射的紅外熱輻射隨溫度及波長的定量關系。但另一方面紅外測溫儀功能的不足和存在的弱點可以由信號處理技術來彌補,因此,紅外測溫儀信號處理技術的發(fā)展方向是明確的,它將在不增加新的信息的基礎上,把紅外測溫儀采集的信息盡可能完整地有效地加以利用。
紅外測溫儀的發(fā)射率是如何調(diào)整的?
紅外線輻射無處不在而且永無休止,物體之間的溫差越大,輻射現(xiàn)象就越明顯。真空可將太陽發(fā)出的紅外線輻射能量通過9300萬英里的時空傳送到地球,被我們吸收,為我們帶溫暖。當我們站在商場的食品冷藏柜前時,我們身體發(fā)出的紅外輻射熱量被冷藏食品吸收,令我們感到非常涼爽。這兩個例子中輻射效果都非常的明顯,我們可以明顯感覺到其中的變化并感覺到它的存在。如木材涂層因雨水沖洗去除了表面老化層,將未老化的里層暴露于太陽光下,從而產(chǎn)生進一步老化。
當我們需要對紅外輻射的效果進行量化時,我們就需要測量紅外輻射的溫度,此時就要用到紅外測溫儀。材料不同,所表現(xiàn)的紅外輻射特性也不同。在使用紅外測溫儀讀取溫度之前,我們首先要了解紅外輻射測量的基本原理和具體被測材料的紅外輻射特性。
紅外輻射率=吸收率 反射率 透射率
無論何種紅外輻射,一旦發(fā)出都將被吸收,,因此吸收率=發(fā)射率。紅外測溫儀在智能建筑中的智能樓宇控制系統(tǒng)起到?jīng)Q定性的作用,只有正確巧妙的運用,紅外測溫儀在智能樓宇中才能充分的發(fā)揮自己的價值。紅外測溫儀所讀取的正是物體表面發(fā)出的紅外輻射能量,紅外輻射儀無法讀取空氣中散失的紅外輻射能量,因此在實際測量工作中我們可以忽略透射率不計,這樣我們就得到一個基本的紅外輻射測量公式:
紅外輻射率=發(fā)射率-反射率
反射率與發(fā)射率成反比,物體反射紅外輻射的能力越強,其身紅外輻射的能力就越弱。通常采用目測的方法可大致判斷物體的反射率大小,新銅的反射率較高而發(fā)射率較低(0.07-0.2),被氧化的銅的反射率較低而發(fā)射率較高(0.6-0.7),因重度氧化而變黑的銅的反射率甚至更低,而發(fā)射率則相應會更高(0.88)。絕大多數(shù)涂有油漆的表面發(fā)射率都非常高(0.9-0.95),而反射率則可以忽略不計。智能建筑中紅外測溫儀的正確選用智能建筑工程中,通常,選用紅外測溫儀應從以下幾個方面考慮:首先是測試條件:主要包括測量目的、被測試物理量特征頻帶寬度、測量精度要求、測量所需時間要求等。
對于絕大多數(shù)紅外測溫儀來說,唯1需要設置的就是被測材料的額定發(fā)射率,該值通常預設為0.95,這對于測量有機材料或涂有油漆的表面就足夠了。
通過調(diào)整測溫儀發(fā)射率,可以補償部分材料表面紅外輻射能量不足的問題,尤其是金屬材料。只有被測物體表面附近存在并反射高溫紅外輻射源時才需要考慮反射率對測量的影響。