使用紅外熱像儀進(jìn)行溫度測量是一項非接觸式的技術(shù),具有廣泛的應(yīng)用前景。在選擇紅外熱像儀時,用戶需要考慮測溫范圍、目標(biāo)尺寸、光學(xué)分辨率、波長范圍和響應(yīng)時間等因素,以確保準(zhǔn)確測量和適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。紅外熱像儀的性能指標(biāo)是影響測量精度和可靠性的關(guān)鍵因素,選擇合適的參數(shù)可以提高測溫的準(zhǔn)確性和可靠性。只有在充分了解和考慮這些因素的基礎(chǔ)上,紅外熱像儀才能發(fā)揮其最佳性能,為用戶提供準(zhǔn)確、可靠的溫度測量結(jié)果。
1. 確定測溫范圍
紅外熱像儀是一種用于非接觸式溫度測量的儀器,其測溫范圍是其最重要的性能指標(biāo)之一。每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍。因此,在選擇紅外熱像儀時,用戶必須準(zhǔn)確、周全地考慮自己的被測溫度范圍。測溫范圍既不能過窄,也不能過寬。根據(jù)黑體輻射定律,溫度引起的輻射能量變化在光譜的短波段中將超過發(fā)射率誤差引起的輻射能量變化。因此,用戶只需購買適用于自己測量溫度范圍的紅外熱像儀。
2. 確定目標(biāo)尺寸
紅外熱像儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。在使用紅外熱像儀進(jìn)行測溫時,被測目標(biāo)的尺寸對于測量結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要作用。對于單色測溫儀而言,被測目標(biāo)的面積應(yīng)充滿熱像儀的視場,建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)入熱像儀的視場,干擾測溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標(biāo)大于熱像儀的視場,熱像儀就不會受到測量區(qū)域外的背景影響,可以更準(zhǔn)確地測量目標(biāo)的溫度。
3. 確定光學(xué)分辨率(距離系靈敏)
光學(xué)分辨率是指熱像儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,熱像儀的成本也越高。當(dāng)測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo)時,就應(yīng)選擇具有高光學(xué)分辨率的熱像儀。高光學(xué)分辨率的熱像儀可以更準(zhǔn)確地測量遠(yuǎn)距離的小目標(biāo)溫度。
4. 確定波長范圍
紅外熱像儀的波長范圍是由目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定的。不同的目標(biāo)材料對紅外輻射的吸收和反射有不同的特性。對于高反射率合金材料,其發(fā)射率較低或存在變化。在高溫區(qū),測量金屬材料的最佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長上是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。例如,測量玻璃內(nèi)部溫度可選用1.0μm、2.2μm和3.9μm波長(被測玻璃要很厚,否則會透過);測量低溫區(qū)可選用8-14μm波長;測量聚乙烯塑料薄膜可選用3.43μm波長,聚酯類可選用4.3μm或7.9μm波長。對于超過0.4mm厚度的材料,可選用8-14μm波長。根據(jù)不同的被測材料和測量需求,選擇適合的波長范圍可以提高測溫的準(zhǔn)確性。
5. 確定響應(yīng)時間
響應(yīng)時間是指紅外熱像儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度。它與光電探測器、信號處理電路和顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。現(xiàn)代紅外熱像儀的響應(yīng)速度都很快,比接觸式測溫方法快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或需要測量快速加熱的目標(biāo),就需要選擇具有快速響應(yīng)的紅外熱像儀,以確保足夠的信號響應(yīng)并提高測量精度。然而,并不是所有應(yīng)用都需要快速響應(yīng)的紅外熱像儀。對于靜止的目標(biāo)或存在熱慣性的目標(biāo),紅外熱像儀的響應(yīng)時間要求可以放寬。因此,在選擇紅外熱像儀時,需要考慮被測目標(biāo)的運(yùn)動情況和熱慣性,并做出相應(yīng)的調(diào)整。
綜上所述,使用紅外熱像儀時需要注意以上事項,以確保準(zhǔn)確測量和適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。只有在選擇合適的測溫范圍、目標(biāo)尺寸、光學(xué)分辨率、波長范圍和響應(yīng)時間的前提下,紅外熱像儀才能發(fā)揮其最佳性能,并為用戶提供準(zhǔn)確、可靠的溫度測量結(jié)果。