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红外测温仪的原理及应用详解

更新时间:2016-08-05   点击次数:1792次

       红外测温仪是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。

一、红外测温仪的原理

       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。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

       在自然界中,一切温度高于零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 —— 与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

       红外测温仪原理黑体是一种理想化的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量,没有能量的反射和透过,其表面的发射率为 1。但是,自然界中存在的实际物体,几乎都不是黑体,为了弄清和获得红外辐射分布规律,在理论研究中必须选择合适的模型,这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型,从而导出了普朗克黑体辐射的定律,即以波长表示的黑体光谱辐射度,这是一切红外辐射理论的出发点,故称 黑体辐射定律。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此,为使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在零和小于 1 的数值之间。根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

       当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

二、红外测温仪的应用

        红外测温仪是一种常用的测温仪器,主要由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成,被广泛用于多个行业中。今天我们主要来介绍一下红外测温仪的应用范围,希望可以帮助用户更好的应用产品。

测量电器设备

 非接触红外线测温仪可以从安全的距离测量一个物体的表面温度,使其成为电器设备维修操作中*的工具。

电设备方面的应用

在如下应用中,可以有效防止设备故障和计划外的断电事故的发生。

连接器-电连接部位会逐渐放松连接器,由于反复的加热(膨胀)和冷却(收缩)产生热量、或者表面脏物、炭沉积和腐蚀。非接触测温仪可以迅速确定表明有严重问题的温升。

电动机-为了保持电动机的寿命期,检查供电连接线和电路断路器(或者保险丝)温度是否一致。

电动机轴承-检查发热点,在出现的问题导致设备故障之前定期维修或者更换。

电动机线圈绝缘层-通过测量电动机线圈绝缘层的温度,延长它的寿命。

各相之间的测量-检查感应电动机、大型计算机和其它设备的电线和连接器各相之间的温度是否相同。

变压器-空冷器件的绕组可直接用红外测温仪测量以查验过高的温度,任何热点都表明变压器绕组的损坏。

不间断电源-确定UPS输出滤波器上连接线的发热点。一个温度低的点表明可能直流滤波线路是开路。

备用电池-检查低压电池以确保连接正确。与电池接头接触不良可能会加热到足以烧毁电池芯棒。

镇流器-在镇流器开始冒烟之前检查出它的过热。

公用设施-确定出连接器、电线接头、变压器和其他设备的热点。某些型号的光学仪器范围在60:1甚至更大,使几乎所有的测量目标都在测量范围内。