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红外线测温仪

红外测温技术在生产过程中,在产品质量控制和监测,设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来,非接触红外人体测温仪在技术上得到迅速发展,性能不断完善,功能不断增强,品种不断增多,适用范围也不断扩大。比起接触式测温方法,红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列,并备有各种选件和计算机软件,每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中,正确选择红外测温仪型号对使用者来说是十分重要的。红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。这种热像图与物体表面的热分布场相对应;实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光图像相比,缺少层次和立体感,因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实标校正,伪色彩描绘等技术。



红外线测温仪工厂应用

温度、压力、电流、电压等都是人们所熟悉的基本物理量。在工业领域内对产品的质量、全工艺流程控制等影响很大,这些基本物理量中,对温度的测量和标定相比之下难度要大的多。这是因为温度系统本身的“绝热” 和“热量传输”的影响是十分复杂的,这就造成了温度测量标定统体积大,所需要的稳定时间长,精度很难提高等。并非象压力系统那样只要保证压力传输管路泄漏就可以保证内外压力互不影响,这样就很容易实现压力的快速传输,稳定时间只需几毫秒而测量精度很容易达到万分之几以上。

再来看看一个高精度和高稳定度的温度测量系统,保证其“绝热”也就是说完全阻止热传输是不可能的。人们通常使一个足够大的体积在其达到热平衡的条件下,认为其内部质量中心处某一小体积的温场梯度足够均衡,这就是为什么温度校准源体积庞大的重要原因之一。另外,一个温度系统的热传输也是十分复杂的,常常通过热的传导、对流和辐射来完成,可以想象,一下子使其温度突变并达到热平衡几乎是不可能的,这就是常规温度标定源为了保证一定的温场均匀性,器体积大,升、降温时间长,造成工业领域内温度测量系统的检查、维修和标定,费时费力费钱和由于多次拆装温度探头而影响系统的可靠性。

工业领域希望能有一种小型轻巧象压力校验仪一样的便携式温度校正源(恒温槽),然而这种小型便携的温度校验仪,必须克服由于体积减小而造成的温场均匀性不良和稳定性差的弊端,要使温度升降在较短的时间内达到稳定,必然要有加温和冷却的密切配合,都能使升温降温时间减少,在小型化恒温槽内冷却和加温又影响到温场均匀性,所以综合各方面的因素,达到超小体积而具有一定精确度,快速升降温的便携式温度校正仪,是温度测量技术领域中多年探索研制渴望得到的现场应用仪器。

红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目,红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术,它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身,通过接收物体发出的红外线(红外辐射),将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况,具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动,不停地向外辐射红外热能,从而在物体表面形成一定的温度场,俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量,测出设备表面的温度及温度场的分布,从而判断设备发热情况。应用红外诊技术的测试设备比较多,如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像,使测试效果直观,灵敏度高,能检测出设备细微的热状态变化,准确反映设备内部、外部的发热情况,可靠性高,对发现设备隐患非常有效。

红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测,使传统电气设备的预防性试验维修(预防试验是50年代引进前苏联的标准)提高到预知状态检修,这也是现代电力企业发展的方向。特别是大机组、超高电压的发展,对电力系统的可靠运行,关系到电网的稳定,提出了越来越高的要求。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善,利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体,又具有准确、快速、直观等特点,实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障(几乎可以覆盖所有电气设备各种故障的检测)。它备受国内外电力行业的重视(国外70年代后期普遍应用的一种先进状态检修体制),并得到快速发展。红外检测技术的应用,对提高电气设备的可靠性与有效性,提高运行经济效益,降低维修成本都有很重要的意义。是在预知检修领域中普遍推广的一种很好手段,又能使维修水平和设备的健康水平上一个台阶。

红外线测温仪使用方法

1)到被测地点,从箱中取出红外测温仪;

2)右手握住测温仪手柄,食指扣动一下开关,将听到 “BI-BI”的声音,电源接通,屏幕将显示你正对物体的温度,测量时要注意距离系数K,本机K=D:S=12:1,通俗理解为测量范围为12m远时,被测物体面积为直径1米的圆,如果大于12m处存在一个1m直径的物体,测量的物体温度将不准确。

3)要测量物体,将镜头正对被测物体,按住开关将进行测 量,这时屏幕左上侧将出现扫描(SCAN)符号,表示正在测量,松开开关,屏幕左上侧将出现保持(HOLD)符号,这是屏幕上显示的即是被测物体温度。

4)在视线不清或者黑暗的环境中使用该仪器,先松开电源 开关按钮,然后按一下镭射/背光灯(LASER/BACKLIT)按键,这是屏幕上将显示镭射/背光灯符号,这是按下开关测量,将会看到被测物体上出现红色小点,表明正在对该区域进行测温。不用时,松开电源开关键,再按镭射/背光灯按钮,按一下无镭射,按两下无背光灯,按三下没有背光灯和镭射。

5)在检测一个面(如密闭)时,可用定点法,每次测定时 必须及时记录。测量数据自动保持7秒,没有操作,30秒自动关机。背光灯延迟十秒后自动关闭。

红外线测温仪原理

由于医学发展的需要,在很多情况下,一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求,例如车站和机场等的人口密度较大的地方进行人体温度测量。虽然现在国外这种测温的技术都比较成熟,但是国内这方面的技术还处于发展阶段。因此,为了适应医学发展的需要,有效地进行特殊环境下的温度测量,从而有力地控制和预防诸如非典之类的特殊疾病的传播,急需设计一种测温速度快,准确率高的测温仪。针对一般的工业用的红外测温仪的精确度不够高,我们根据这种红外线测温的原理,通过关键器件的选择、瞄准系统的设计以及温度补偿的自动调节来提高红外线测温仪的精确度,设计了一种用红外线测温电路,用于人员密集且流量大的场合进行快速的人体温度测量。

1 红外线测温的原理    自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体,由于分子的热运动,都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波,其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。    组外辐射原理——辐射定律:      式中:E为辐射出射度,W/m3;σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数,5.67×10-8W/(m2·K4);ε为物体的辐射率;T为物体的温度,单位K;T0为物   体周围的环境温度,单位K。    测量出所发射的E,就可得出温度。    利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。这种测量不需要与被测对象接触,因此属于非接触式测量。红外温度仪表测温范围很宽,从-50℃直至高于3 000℃。在不同的温度范围,对象发出的电磁波能量的波长分布不同,在常温(0~100℃)范围,能量主要集中在中红外和远红外波长。用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表,其具体的设计也不同。    根据式(1)的原理,仪表所测得的红外辐射为:    

式中:A为光学常数,与仪表的具体设计结构有关;ε1为被测对象的辐射率;ε2为红外温度计的辐射率;T1为被测对象的温度(K);T2为红外温度计的温度(K);他由一个内置的温度检测元件测出。    

辐射率ε是一个用以表达物体发射电磁波能力的系数,数值由0至1.0。最理想的辐射物体是辐射率1.0的物体,物理上叫做黑体。这是一个理论上的概念,实际上并没有一种物体的辐射率能达到1.0。但可以制造出极为接近于ε=1.0的实际黑体,用于温度计的校准。所有真实的物体,包括人体各部位的表面,其ε值都是某个低于1.0的数值。由于ε值极难测量而又不确定,所以在仪表测出E后,按式(2)计算出的T1就会有误差。在实际工作中,仪表是在ε=1.0的黑体上校准好出厂的,只有测量ε=1的对象,其示值才代表对象的实际温度,如果对象ε不等于1,则仪表读数不代表对象的实际温度,要进行修正。    

人体主要辐射波长在9~10μm的红外线,通过对人体自身辐射红外能量的测量,便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收,因而可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。    

人体的红外辐射特性与他的表面温度有着十分密切的关系,因此,通过对人体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定人体表面温度。红外温度测量技术的最大优点是测试速度快,1 s以内可测试完毕。由于他只接收人体对外发射的红外辐射,没有任何其他物理和化学因素作用于人体,所以对人体无任何害处。

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