红外测温仪原理与应用简介
红外测温仪是一种利用红外辐射测量物体表面温度的仪器,属于非接触式测温设备。它通过检测物体发出的红外能量,将其转换为温度读数。
工作原理
红外辐射:所有物体都会发射红外辐射,其强度与温度相关。
光学系统:测温仪的光学系统收集目标物体发出的红外辐射。
探测器:探测器将红外辐射转换为电信号。
信号处理:电信号经过处理,计算出温度值并显示。
主要特点
非接触测量:无需接触物体,避免交叉污染。
快速响应:通常在几秒内显示结果。
广泛应用:适用于工业、医疗、食品等多个领域。
应用场景
工业:监测设备温度,预防过热。
医疗:测量人体温度,用于发热筛查。
食品:确保食品加工和储存温度符合标准。
建筑:检测建筑物的热损失或漏水。
注意事项
发射率:不同材料的发射率不同,需调整设置。
距离与目标尺寸:测量时应保持适当距离,目标应大于测温仪的光点尺寸。
环境因素:避免蒸汽、灰尘等干扰测量结果。
总结
红外测温仪是一种高效、便捷的温度测量工具,广泛应用于多个领域,使用时需注意发射率、距离和环境因素。
红外测温仪的应用领域
领域 | 成功应用 | 测量对象 |
热处理 | 熔炉制造、产品质量、过程系统启动 | 炉温监控和过程系统控制 |
金属 | 熔化过程控制和喷漆加工 | 熔炉监控、干燥器控制处理、火焰检测 |
加工 | 机器公差控制、焊接质量、工具磨损、晶片抛光,片焊接和涂层质量热力塑形质量、挤压控制、原料处理、产品加工 | 部件温度监控、预热控制、工具温度监控、无关联部件监控、喷绘系统监控 |
电力 | 安全监测和零部件养护 | 火焰检测、电器开关监控、变压器检测及母线监控 |
电子 | 零部件检测和过程控制 | 电路板预热控制和关联部件监控 |
半导体 | 单晶硅、产品质量和过程控制 | CVD/MPCVD设备配套、硅片检测和过程控制等 |
汽车/航空 | 产品质量、赛车比赛、气候监控 | 轮胎硫化硬化过程控制、喷漆处理监控、轮胎和悬架温度、汽车内部温度系统 |
玻璃 | 过程控制 | 钢化炉炉温控制、玻璃熔体产品和关联部件监控 |
建筑 | 沥青产品、沥青运输和辅施 | 混合过程控制和产品运输温度 |
化工 | 有害、危险物质监控和过程控制 | 火焰、蒸馏和裂化过程控制、液面检定 |
食品 | 过程控制和食品质量 | 食品混合操作监控、冷冻操作、包装操作、食品准备和加工系统、储藏空间检测 |
塑料 | 热力塑形质量、挤压控制、原料处理、产品加工 | 模型温度监控、液面检定、熔炉系统控制和硫化硬化率监控 |
印刷 | 油墨粘度、卷筒纸干燥、辊子 | 油墨监控、干燥点控制、调色剂熔化 |
包装 | 迭片质量、封装处理控制、制图应用、原料处理和产品温度和卷筒纸控制 | 热熔检测、液体、泡沫塑料、封装线检测、迭片系统控制、无联部件监控、印刷机操作、零部件检测、干燥点控制 |
制冷 | 制冷系统和食品质量 | 制冷系统控制、食品检测 |
医疗 | 体表温度、透析、ECMO系统、 | 输血系统温度监控和样品制备处理 |
农业 | 植物残体控制、植物自动灌溉系统 | 植物表面温度 |
什么是红外波长?
高于绝对零度的物体就有红外线热辐射向外发射。物体温度不同,其辐射出的红外能量不同,波长也不同。
红外线波长为 0.76~1000μm,处在微波和可见光的红光之间。
在红外测温及红外成像等技术领域,一般把红外线分为如下三个波段:
波段 | 波长范围(μm) | 常用简称 |
近红外 | 0.9~1.7 | 短波红外 |
中红外 | 3~5 | 中波红外 |
远红外 | 8~14 | 长波红外 |
红外测温仪的两种结构形式分类
便携式(手持式)红外测温仪:体积小巧,携带方便,操作简单,适用于现场快速测量。
在线式(固定式)红外测温仪:安装在固定位置,可连续监测被测物体的温度变化,适用于工业生产线的温度监控。
什么是单色测温仪?
• 原理:单色测温仪通过检测物体在单一波长或窄波段内发出的红外辐射强度来测量温度。其依据是普朗克辐射定律,即物体温度越高,发出的红外辐射越强。
• 特点:结构简单,成本较低。
适合测量表面发射率稳定且已知的物体。
若物体发射率变化或测量路径中有干扰(如灰尘、烟雾),测量精度会受影响。
什么是双色(比色)测温仪?
• 原理:双色测温仪通过检测物体在两个不同波长下的红外辐射强度比值来测量温度。依据维恩位移定律,即物体在不同波长下的辐射强度比值与温度相关。
• 特点:受物体表面发射率变化的影响较小。
在测量路径中有干扰(如灰尘、水气、烟雾)时,仍能保持较高精度。
结构复杂,成本较高。
单色测温仪和双色测温仪的区别
特性 | 单色测温仪 | 双色(比色)测温仪 |
测温原理 | 单一波长红外辐射强度 | 两个波长红外辐射强度比值 |
受发射率影响 | 较大 | 较小 |
抗干扰能力 | 较弱 | 较强 |
成本 | 较低 | 较高 |
适用场景 | 发射率稳定且已知的物体 | 发射率变化或测量环境复杂的情况 |
如何选择红外测温仪
选择适合自己的红外测温仪,需要注意以下几个方面:
1、结构形式
温度检测及快速测量,选便携式(手持式)。
连续监测及闭环控制,选在线式(固定式)。
2、性能指标
如温度范围、工作波长、测量精度、响应时间等。
3、环境与工作条件
如环境温度,现场干扰、显示与输出、保护附件等。
4、预算
满足需求的前提下,选择性价比高的产品。
选择红外测温仪的测量范围需要注意什么?
在实际使用中尽量选用仪器量程的中段, 避免使用量程两端,这样可以可靠稳定地使用仪器。
测温范围过大会影响测量精度,所以选择测温仪的温度范围,应严格遵循够用就好的原则。
测高温物体尽可能选择0.9~2.5μm短波长的红外测温仪,可以更稳定准确地测量。