红外线测温仪原理及应用.doc

红外线测温仪原理及应用.doc红外线测温仪原理及应用摘要:测量温度的方法有很多种,温度计人致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计,热电偶式温度计和热电阻式温度计等等。关键词:红外线测温辐射光纤众所周知,温度是供热,供燃气,通风及空调系统屮最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中,温度的和准程度往往是决定实验成败的关键。因此,一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些介绍。—红外测温的理论原理在自然界中,当物体的温度高丁•绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,〜100(1m的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质称为黑体,并设定他的反射系数为1,其他的物质反射系数小于1,称为灰体,由于黑体的光谱辐射功率P(入T)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下,波长入处单位面积上黑体的辐射功率为P(入T)o根据这个关系可以得到图1的关系曲线,从图中可以看出:(1)随着温度的升高,物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点,也是单波段红外测温仪的设计依据。(2)随着温度升高,辐射峰值向短波方向移动(向左),并且满足维恩位移定理,峰值处的波长与绝对温度T成反比,虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处,低温测温仪多工作在长波处。(3)辐射能量随温度的变化率,短波处比长波处大,即短波处丁作的测温仪相对信噪比高(灵墩度高),抗干扰性强,测温仪应尽量选择工作在峰值波长处,特别是低温小忖标的情况下,这一点显得尤为重要。二,红外线测温仪的原理红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制斤输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度,使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度三,红外线测温仪的性能指标及作用测温范帀,显示分辩率,精度,工作环境温度范帀,重复性,相对湿度,响应时间,电源 响应光谱,尺寸,最大值显示,重量,发射率等确定测温范围:测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。何种型号的测温仪都有自C特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化。确定H标尺寸:红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测日标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场人小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入测温仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。对于双色测温仪,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测Fl标很小,不充满视场,测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡,对辐射能量有衰减时,都不对测量结果产生重大影响。对于细小而又处于运动或震动之屮的口标,双色测温仪是最佳选择。这是由于光线直径小,有柔性,可以在弯曲、阻扌肖和折叠的通道上传输光辐射能量。确定距离系数(光学分辨率):