便攜式紅外側溫儀及其應用
發布時間：2017-09-01
設備狀態監測和故障診斷技術包括振動、噪聲、溫度、應力、應變和無損探傷等監測技術，其中溫度監測是能比較直觀反映設備存在故障的一項重要檢測手段。附表列出常見的測溫方法和特點，其中紅外測溫作為一種很常用的測溫技術具有很明顯的優勢。
紅外測溫是一種非接觸式測溫技術，它的特點是，非接觸測;反應時間快，僅十分之幾秒;靈敏度高，0.1℃的溫度分辨率和毫米級的空間分辨率;測溫范圍廣，從負幾十度至上千度。
由于測t時無齋接觸被測物體，因此可安全地檢測難以接觸的物體的溫度，并且對被測物體無污染和損壞。便攜式紅外測溫儀由于隨身攜帶方便，操作簡便，能用于多方面的目標溫度檢測，廣泛應用于設備故障診斷、暖通、鐵路、石油、化工、冶金、玻璃、金屬加工等領域。本文從紅外測溫的基本原理出發，重點談談如何提高紅外測溫儀的準確性。紅外測溫的基本原理是，利用物體的紅外輻射來測量物質溫度。
物質溫度與輻射能量之間的關系可用下式表達。
可見，根據物體發射的輻射功率(探測器測量出)和它的比幅射率(查表或試驗得到)，就可求出它的溫度。提高紅外測溫儀的準確性方法:由前面所知，紅外測溫儀是基于被測物體的紅外輻射強度與其溫度之間的單值函數關系來測最物體的表面溫度。因此，提高紅外測溫儀準確度可以從以下幾個方面著手。
1.確定側沮范圈
測溫范圍是最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。因此，用戶對待被測物體的溫度應有一定的了解，然后才能決定選擇使用什么型號的測溫儀。測溫儀測溫范圍越窄，監控溫度的輸出信號分辨率越高，精確度就越高。
2.確定被洲物體的發射率
發射率反映了一個物體輻射紅外光線的能力。因此要根據設定的發射率來補償不同物體因發射率不同而導致對測最溫度的影響。影響發射率的主要因素有:材料種類、表面粗糙度、理化結構和材料厚度等。
對于未知發射率的物體，先用接觸式測溫儀測量物體表面，再用紅外測溫儀測量物體表面，同時調整發射率，使測量到的溫度與接觸式測溫儀的溫度一致，此時的發射率即為測量物體的發射率。
“銀粉”常用于設備外殼的防腐，它由鋅粉配以調和劑配制而成，不同于一般油漆，它的發射率資料上很少介紹，但可以用以下方法測出其發射率;在實驗室加溫，用熱電阻器件測出銀粉表面溫度，然后調整發射率，當測溫儀溫度與熱電阻器件測出溫度相近時，該發射率即為待測發射率。測溫時，不能根據物體材料調整相應發射率，誤差過大。實際上，很多單位還在使用無法調整發射率的便攜式測溫儀，筆者建議更換。
3.了解光學分辨率(距離系數)，注愈側云距離
光學分辨率由D與S之比確定，即測溫儀到目標之間的距離D與測里靶點直徑5之比。如果測溫儀由于環境條件限制必須在遠離目標之處使用，而又要測最小的目標，就應選擇高光學分辨率的測溫儀;反之，則選擇低光學分辨率的紅外測溫儀。因為光學分辨率越高，即2站比值越大，測溫儀的成本也越高。實際使用中，如果忽略了測溫儀的光學分辨率，不管被測目標點直徑S的大小，打開激光束對準測量目標就測試，這樣測出的溫度誤差可能很大。
比如，用測量距離與目標直徑D:S=8，l的測溫儀，測量距離應滿足附圖要求，也就是附表的要求。測量時應盡量使測量目標充滿測溫儀的整個視場，以確保測量結果的有效性和準確性。附圖所示測溫儀的激光束與中心有12cm的距離，所以用激光束瞄準較小目標時應考慮這個偏差。
4.減少環境條件的影響
紅外測溫儀的探測器對紅外輻射能量的接收，會受到工作環境溫度的影響。被測目標表面紅外輻射能量，是經大氣傳輸到紅外測溫儀的，這就會因受到大氣中的水蒸氣、二氧化碳、一氧化碳等氣體分子的吸收和空氣中懸浮微粒的散射而衰減，輻射能量傳輸的衰減隨距離的增加而增加，使儀器顯示出來的溫度低于被測目標點的實際溫度值，從而造成誤診斷。由此可見，檢測距離增大受大氣的影響將會增大。如要獲得目標溫度的準確性，必須采取如下對策:盡量選擇在環境大氣比較干燥、潔凈的時節進行檢測;在不影響安全的條件下盡可能縮短檢測距離，還要對溫度測量結果進行合理的距離修正，以便測得實際溫度值。
例如，對戶外電力設備進行檢測時，紅外測溫儀接收的紅外輻射除了包括受檢設備相應部位自身發射的輻射以外，還會包括設備其他部位和背景的反射，以及直接射入的太陽輻射。這些輻射都將對設備待測部位的溫度造成干擾，給故障檢測帶來誤差，因此盡可能選擇在陰天或者在傍晚無光照的時間進行。
5.清潔鏡頭并定期標定測溫儀
測溫儀使用一段時間后，應用清潔球除去表面塵埃，或使用潔凈的棉簽沾少許水清潔鏡頭表面，否則會造成測溫儀所示的溫度低于被測目標的實際溫度。另外，紅外測溫儀必須定期標定，如果測溫儀在使用中出現測溫超差，則需重新標定。紅外測溫技術是一種非常有效的在線監測手段，不但可以通過在線監測發現缺陷，而且還能與其他試驗方法相結合來對故障進行定位，給檢修工作帶來很大的方便。
摘自：中國計量測控網
