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紅外課堂

來源：上海樹信儀器儀表有限公司   2016年09月07日 10:52  

紅外課堂

了解紅外技術(shù)和非接觸式溫度測量原理、發(fā)射率和紅外傳感器的*應(yīng)用

了解非接觸式溫度測量的原理和受益點 - 為什么使用紅外傳感器以及紅外溫度測量如何工作？了解使用非接觸式測溫儀的受益點和下載PDF格式的紅外原理小冊子。

如何獲得準(zhǔn)確的非接觸式溫度測量結(jié)果 - 大概了解幫助您確保正確的紅外溫度測量結(jié)果的5個主要因素。

什么是發(fā)射率？ - 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量和物體溫度的指示。了解物體如何輻射能量以及zui常見材料的發(fā)射率值。

FAQ - 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量和物體溫度的指示。了解物體如何輻射能量以及zui常見材料的發(fā)射率值。

紅外術(shù)語 - 不確定某些紅外術(shù)語的確切含義—請查看我們的在線詞匯表。


使用紅外測溫儀的優(yōu)勢

紅外技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用至工業(yè)和研究設(shè)置領(lǐng)域，隨著成本降低和可靠性提高的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了可提供更小測量單位的傳感器。所有這些因素都促使紅外技術(shù)受到新應(yīng)用和用戶的廣泛關(guān)注。

非接觸式溫度測量具有哪些優(yōu)勢？

  • 節(jié)省時間 -- 典型的紅外溫度測量耗時小于500 mS。
  • 測量移動目標(biāo)。
  • 測量危險或無法接觸的物體（高壓部件、較大的測量距離）。
  • 測量高溫（高于1300°C）
  • 無能量干擾或能量損耗。
  • 沒有對目標(biāo)造成污染和機械影響的風(fēng)險。

正確的紅外溫度測量的主要因素

為了確保正確的非接觸式紅外溫度測量，請注意以下幾點：
  • 至目標(biāo)（光點）的距離比
  • 視場
  • 環(huán)境條件
  • 環(huán)境溫度
  • 發(fā)射率

至目標(biāo)（光點）距離比
紅外傳感器的光學(xué)系統(tǒng)收集圓形測量點的能量并將其匯聚于探測器。光學(xué)分辨率由設(shè)備至物體的距離與被測光點的大小的比值(D:S比)決定。比值越大，設(shè)備的分辨率越好，可以從更遠(yuǎn)的距離測量更小的光點。紅外光學(xué)的創(chuàng)新是增加了近焦特性，提供小目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確測量，不含不希望的背景溫度。

視場
確保目標(biāo)大于設(shè)備正在測量的光點尺寸。目標(biāo)越小，您應(yīng)該離得越近。當(dāng)準(zhǔn)確性尤為重要時，確保目標(biāo)至少是光點尺寸的兩倍。

環(huán)境條件
留意工作區(qū)域的環(huán)境條件。蒸汽、灰塵、煙霧等會阻擋設(shè)備的鏡頭，從而妨礙測量。安裝開始之前，還應(yīng)該考慮噪聲、電磁場或震動等其它條件。保護(hù)外殼、空氣凈化，以及空氣或水冷可保護(hù)傳感器，確保準(zhǔn)確測量。因此，某些Raytek產(chǎn)品，如Thermalert和Marathon系列傳感器，含空氣凈化功能。

環(huán)境溫度(周圍溫度)
如果測溫儀被暴露于溫差大于20℃的突發(fā)環(huán)境下，請保持至少20分鐘讓其適應(yīng)新的環(huán)境溫度。Raytek固定式傳感器針對特殊環(huán)境溫度范圍進(jìn)行了性能優(yōu)化設(shè)計。例如，Raytek MIH 可承受高達(dá)180°C (356°F)的環(huán)境溫度（無水冷或空氣制冷）。對于高環(huán)境溫度，Raytek提供空氣制冷和水冷選件以及附件，例如耐高溫保護(hù)套。

發(fā)射率
發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量。輻射的能量指示物體的溫度。發(fā)射率的取值范圍為0（光潔的鏡面）至1.0（黑體）。了解發(fā)射率和各種材料的發(fā)射率值。

zui常見材料的發(fā)射率

發(fā)射率是指物體輻射紅外能量的能力。輻射的能量指示物體的溫度。發(fā)射率的取值范圍為0（光潔的鏡面）至1.0（黑體）。大多數(shù)有機體、涂料或氧化表面的發(fā)射率值接近0.95.絕大多數(shù)Raytek傳感器都具有可調(diào)節(jié)的發(fā)射率特性，可確保測量其它材料（如閃亮的金屬）時的準(zhǔn)確度。

如果您正在使用的測溫儀的固定預(yù)設(shè)發(fā)射率為0.95，需要測量閃光物體時，您可以通過用噴油、黑色平光粉末或遮蔽膠帶來覆蓋被測物體的表面。測量被覆蓋或噴油涂層的表面的溫度。這才是真實溫度。

請注意，下列表格僅用于發(fā)射率隨溫度和表面光滑程度而變化時的向?qū)А?/p>

金屬的發(fā)射率表

以下值為近似值，根據(jù)材料的實際表面和條件不同可能會有所變化。
材料發(fā)射率
 1.0µm1.6µm8-14µm
鋁   
未氧化0.1-0.20.02-0.2n.r.
氧化0.40.40.2-0.4
鋁合金A3003   
氧化n.r.0.40.3
毛面0.2-0.80.2-0.60.1-0.3
光面0.1-0.20.02-0.1n.r.
黃銅   
光面0.8-0.950.01-0.05n.r.
砑光面n.r.n.r.0.3
氧化0.60.60.5
鉻0.40.4n.r.
銅   
光面n.r.0.03n.r.
毛面n.r.0.05-0.2n.r.
氧化0.2-0.80.2-0.90.4-0.8
電氣接線端子n.r.n.r.0.6
金0.30.01-0.1n.r.
Haynes   
合金0.5-0.90.6-0.90.3-0.8
鉻鎳鐵合金   
氧化0.4-0.90.6-0.90.7-.95
噴砂0.3-0.40.3-0.60.3-0.6
電拋光面0.2-0.50.250.15
鐵   
氧化0.4-0.80.5-0.90.5-0.9
未氧化0.350.1-0.3n.r.
鐵銹n.r.0.6-0.90.5-0.7
熔融0.350.4-0.6n.r.
鐵，鑄鐵   
氧化0.7-0.90.7-0.90.6-0.95
未氧化0.350.30.2
熔融.0350.3-0.40.2-0.3
鐵，鍛造   
鈍鐵0.90.90.9
鉛   
光面0.350.05-0.2n.r.
毛面0.650.60.4
氧化n.r.0.3-0.70.2-0.6
鎂0.3-0.80.05-0.3n.r.
汞n.r.0.05-0.15n.r.
鉬   
氧化0.5-0.90.4-0.90.2-0.6
未氧化0.25-0.350.1-0.35 
鎳   
氧化0.8-0.90.4-0.70.2-0.5
電解0.2-0.040.1-0.3n.r.
鉑   
黑n.r.0.950.9
銀n.r.0.02.n.r
鋼   
冷軋0.8-0.90.8-0.90.7-0.9
地墊n.r.n.r.0.4-0.6
光澤鋼片0.350.250.1
熔融0.350.25-0.4n.r.
氧化0.8-0.90.8-0.90.7-0.9
不銹鋼0.350.2-0.90.1-0.8
錫(未氧化)0.250.1-0.3n.r.
鈦   
光面0.5-0.750.3-0.5n.r.
氧化n.r.0.6-0.80.5-0.6
鎢n.r.0.1-0.6n.r.
光面0.35-0.40.1-0.3n.r.
鋅   
氧化0.60.150.1
光面0.50.05n.r.

n.r.=不推薦

為了優(yōu)化表面溫度測量準(zhǔn)確度：

  1. 確定物體的發(fā)射率以及
    用于測量的設(shè)備的光譜范圍。
     
  2. 將被測對象與周圍的熱源屏蔽開，避免反射。
  3. 對于溫度較高的物體，盡可能使用較短波長的設(shè)備。
  4. 對于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，確保
    背景均勻且溫度低于被測對象。
  5. 當(dāng)發(fā)射率低于0.9時，使設(shè)備垂直于物體表面。
    在任何情況下，入射角都不得超過30°。
  6. 對于1M和2M型號，避免在高環(huán)境光照條件下進(jìn)行測量。

非金屬的發(fā)射率表

以下值為近似值，根據(jù)材料的實際表面和條件不同可能會有所變化。
材料發(fā)射率
 1.0 µm5.0 µm7.9 µm8-14 µm
石棉0.90.90.950.95
瀝青n.r.0.90.950.95
黑陶瓷n.r.0.70.70.7
碳    
未氧化0.8-0.950.8-0.90.8-0.90.8-0.9
石墨0.8-0.90.7-0.90.7-0.80.7-0.8
碳化硅n.r.0.90.90.9
陶瓷0.40.85-0.950.950.95
黏土n.r.0.85-0.950.950.95
混凝土0.650.90.950.95
布料n.r.0.950.950.95
玻璃    
平板n.r.0.980.850.85
玻璃坯n.r.0.9n.r.n.r.
沙礫n.r.0.950.950.95
石膏n.r.0.4-0.970.8-0.950.8-0.95
冰n.r. 0.980.98
石灰?guī)rn.r.0.4-0.980.980.98
涂料(非鋁) 0.9-0.950.9-0.95 
紙張(任何顏色)n.r.0.950.950.95
塑料    
不透明n.r.0.950.950.95
大于20密耳n.r.   
橡膠n.r.0.90.950.95
沙子n.r.0.90.90.9
雪n.r. 0.90.9
泥土n.r. 0.9-0.980.9-0.98
水n.r. 0.930.93
木頭，（天然）n.r.0.9-0.950.9-0.950.9-0.95
     

n.r.n.r.=不推薦

為了優(yōu)化表面溫度測量準(zhǔn)確度：

  1. 確定物體的發(fā)射率以及用于測量的設(shè)備的光譜范圍。
  2. 將被測對象與周圍的熱源屏蔽開，避免反射。
  3. 對于溫度較高的物體，盡可能使用較短波長的設(shè)備。
  4. 對于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，確保
    背景均勻且溫度低于被測對象。
  5. 當(dāng)發(fā)射率低于0.9時，使設(shè)備垂直于物體表面。
    在任何情況下，入射角都不得超過30°。
  6. 對于1M和2M型號，避免在高環(huán)境光照條件下進(jìn)行測量。
  7. 如果您擁有Raytek MT、ST或MX，請使用微米柱，

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