隨著科技的不斷發展,遠紅外測溫儀的設計和新進展為用戶提供了多種功能和多用途的儀器,擴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,如被測目標的溫度、被測目標的尺寸、測量距離、被測目標材料、被測目標的環境、響應速度、測量精度等,是使用便攜式還是在線等;在對現有各種類型的測溫儀進行比較時,應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、維護和校準性能。
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。每種測溫儀都有其特定的溫度范圍。一般紅外測溫儀產品的覆蓋范圍是-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。
根據黑體輻射定律,在光譜的短波段內,溫度引起的輻射能量變化將超過發射率誤差引起的輻射能量變化。因此,應盡量選擇短波。一般來說,溫度測量范圍越窄,溫度監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、確定目標大小
為了得到精確的溫度讀數,測溫儀與被測物體之間的距離必須在適當的范圍內。所謂“光斑尺寸”是指測溫儀測量點的面積。離目標越遠,光斑的大小就越大。
根據原理,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,被測靶區應充滿測溫儀的視場。建議測量目標尺寸應大于視場的50%。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量會進入測溫儀的光聲信號分支干擾測溫讀數,造成誤差。
相反,如果目標大于測溫儀的視場,則測溫儀不會受到測量區域外背景的影響。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,當被測目標很小時,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,對難以接近的目標進行測量。
3、距離系數(光學分辨率)的測定
距離系數由D:s的比值決定,即探頭與目標之間的距離D與目標直徑的比值。光學分辨率越高,即D:s比越高,測溫儀的成本就越高。如果由于環境條件的限制,測溫儀必須安裝在遠離目標的地方,并且需要測量小目標,則應選擇光學分辨率高的測溫儀。
對于定焦距測溫儀,光學系統焦點處的光斑Zui較小,離焦點近、遠的光斑增大。有兩個距離系數。因此,為了準確測量距焦點距離處的溫度,被測目標的尺寸應大于焦點處光斑的尺寸。變焦測溫儀有一個小焦點位置,可以根據與目標的距離進行調整。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D:s很難增加,這將增加儀器的成本
4、確定波長范圍
目標材料的發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,發射率很低或可變。在高溫區,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,因此這種材料應選擇特定的波長。
例如,測量玻璃內部溫度時,應選擇1.0μm、2.2μm和3.9μm的波長(被測玻璃應很厚,否則會穿透);測量玻璃表面溫度時,應選擇5.0μm的波長;應選擇8-14μm的波長選擇用于測量低溫區域。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、確定響應時間
響應時間定義為到達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速度。它與光電探測器、信號處理電路和顯示系統的時間常數有關。紅外測溫儀響應時間的選擇應與目標的情況相適應,響應時間主要根據目標的運動速度和溫度變化速度來確定。
如果目標移動速度很快或測量到快速加熱目標,則應選擇快速響應紅外測溫儀,否則信號響應不夠,測量精度會降低。然而,并非所有應用都需要快速響應紅外測溫儀。當靜態或目標熱過程中存在熱慣性時,響應時間可以放寬。
6、信號處理功能
鑒于離散過程與連續過程的不同,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,則將測溫儀的響應時間設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。
7、考慮環境條件
測溫儀的環境條件對測量結果有很大影響,應加以考慮并妥善解決,否則會影響甚至損害測溫精度。當環境溫度較高,有灰塵、煙霧和蒸汽時,可選用廠家提供的保護套、水冷、風冷系統、鼓風機等附件。這些附件能有效解決環境影響,保護測溫儀,實現準確的溫度測量。在確定配件時,應盡可能要求標準化服務,以降低安裝成本。當能量信號在噪聲、電磁場、振動或不可接近等惡劣環境中被煙霧、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。
如果操作員需要通過窗口目標,則應使用透射紅外輻射和可見光的光學材料,如ZnSe或BaF2,作為窗口材料。
當測溫儀的工作環境中有易染奇鈦時,可選用本安型紅外測溫儀進行安全測量,并在一定濃度的易染奇鈦環境中進行安全操作。
在惡劣復雜的環境條件下,可選用單獨測溫頭和顯示器的系統,便于安裝和配置。