红外温度计中英.docx

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红外温度计中英

红外温度计简介IntroductiontoInfraredThermometer

红外温度计的工作原理是什么？

红外温度计最核心的部分是一个透镜，红外线（IR）能量由透镜汇聚到检测器上，再由检测器转换为电信号，经环境温度偏差补偿后最终以温度单位显示出来。

这种配置便于实现一定距离的温度测量，而无需接触受测对象。

因此，在热电偶或其它探头型传感器因各种原因而无法使用或者无法产生精确数据时，可使用红外温度计来测量温度。

红外温度计的典型应用场合包括：

受测对象处于移动状态；对象处于电磁场中（例如感应加热期间）；对象处于真空或其它受控环境中；或者需要快速响应的应用。

Themostbasicdesignconsistsofalenstofocustheinfrared（IR）energyontoadetector,whichconvertstheenergytoanelectricalsignalthatcanbedisplayedinunitsoftemperatureafterbeingcompensatedforambienttemperaturevariation.Thisconfigurationfacilitatestemperaturemeasurementfromadistancewithoutcontactwiththeobjecttobemeasured.Assuch,theinfraredthermometerisusefulformeasuringtemperatureundercircumstanceswherethermocouplesorotherprobetypesensorscannotbeusedordonotproduceaccuratedataforavarietyofreasons.Sometypicalcircumstancesarewheretheobjecttobemeasuredismoving;wheretheobjectissurroundedbyanEMfield,asininductionheating;wheretheobjectiscontainedinavacuumorothercontrolledatmosphere;orinapplicationswhereafastresponseisrequired.

在选择非接触式温度测量仪器时，不仅应考虑测量对象及其发射率，还应考虑周围环境和居间大气。

使用红外温度计的常见问题：

为什么在我的应用中应使用红外温度计来测量温度？

红外温度计可帮助用户在无法使用传统传感器的应用中实现温度测量。

具体而言，红外温度计适用于以下环境：

涉及移动对象（例如，滚筒、移动机械或传送带）、因污染或危险（例如高压）而需要采用非接触式测量、距离过远或者因所测温度过高而无法使用热电偶或其它接触式传感器。

CommonQuestionsWhenUsinganInfraredThermometer:

WhyshouldIuseaninfraredthermometertomeasuretemperatureinmyapplication?

Infraredpyrometersallowuserstomeasuretemperatureinapplicationswhereconventionalsensorscannotbeemployed.Specifically,incasesdealingwithmovingobjects（i.e.,rollers,movingmachinery,oraconveyorbelt）,orwherenon-contactmeasurementsarerequiredbecauseofcontaminationorhazardousreasons（suchashighvoltage）,wheredistancesaretoogreat,orwherethetemperaturestobemeasuredaretoohighforthermocouplesorothercontactsensors.

选择红外温度计时应考虑哪些因素？

对任何红外高温计而言，最重要的考量因素是视野大小（目标对象尺寸和距离）、受测表面的类型（发射率因素）、光谱响应（大气作用或透过表面发射）、温度范围和安装方式（手持便携式或固定安装式）。

其它考量因素还包括响应时间、环境、安装限制、观察口或Windows应用程序以及所需的信号处理方

式。

WhatshouldIconsideraboutmyapplicationwhenselectinganinfraredthermometer?

Thecriticalconsiderationsforanyinfraredpyrometerincludefieldofview（targetsizeanddistance）,typeofsurfacebeingmeasured（emissivityconsiderations）,spectralresponse（foratmosphericeffectsortransmissionthroughsurfaces）,temperaturerangeandmounting（handheldportableorfixedmount）.Otherconsiderationsincluderesponsetime,environment,mountinglimitations,viewingportorwindowapplications,anddesiredsignalprocessing.

什么是视野？

视野为什么重要？

视野是仪器作业的视角，由仪器的光学特性所决定。

要获得精确的温度读数，受测对象应完全占据仪器的整个视野。

由于红外设备测定的是视野范围内所有表面的平均温度，所以如果背景温度与对象温度不同，就会造成测量误差。

OMEGA为此提供了一个独特的解决方案。

许多OMEGA红外高温计均配备专利的激光器，激光器可从圆圈模式切换为圆点模式。

在圆圈模式下，内置的激光器瞄准装置产生一个由12点组成的圆圈，清晰地指示所测量的靶区。

在圆点模式下，将以一个激光点瞄准测量区域的中心。

WhatismeantbyFieldofView,andwhyisitimportant?

Thefieldofviewistheangleofvisionatwhichtheinstrumentoperates,andisdeterminedbytheopticsoftheunit.Toobtainanaccuratetemperaturereading,thetargetbeingmeasuredshouldcompletelyfillthefieldofviewoftheinstrument.Sincetheinfrareddevicedeterminestheaveragetemperatureofallsurfaceswithinthefieldofview,ifthebackgroundtemperatureisdifferentfromtheobjecttemperature,ameasurementerrorcanoccur.OMEGAoffersauniquesolutiontothisproblem.ManyOMEGAinfraredpyrometersfeaturepatentedlaserswitchablefromcircletodot.Inthecirclemodeabuilt-inlasersightingcreatesa12-pointcirclewhichclearlyindicatesthetargetareabeingmeasured.Inthedotmodeasinglelaserdotmarksthecenterofthemeasurementarea.

什么是发射率？

发射率与红外线温度测量有何关系？

发射率是一个对象在给定温度下发射的能量与完全辐射体（又称黑体）在等温度下所发射能量之比。

黑体的发射率为1.0。

所有发射率均介于0.0和1.0之间。

大多数红外温度计可以补偿不同材料的不同发射率值。

总的来说，对象的发射率越高，就越容易通过红外线测得准确的温度。

发射率非常低（低于0.2）的对象较难应用此方法。

一些经过抛光的光泽金属表面（例如铝制表面）由于大量反射红外线，所以有时无法进行精确的温度测量。

Whatisemissivity,andhowisitrelatedtoinfraredtemperaturemeasurements?

Emissivityisdefinedastheratiooftheenergyradiatedbyanobjectatagiventemperaturetotheenergyemittedbyaperfectradiator,orblackbody,atthesametemperature.Theemissivityofablackbodyis1.0.Allvaluesofemissivityfallbetween0.0and1.0.Mostinfraredthermometershavetheabilitytocompensatefordifferentemissivityvalues,fordifferentmaterials.Ingeneral,thehighertheemissivityofanobject,theeasieritistoobtainanaccuratetemperaturemeasurementusinginfrared.Objectswithverylowemissivities（below0.2）canbedifficultapplications.Somepolished,shinymetallicsurfaces,suchasaluminum,aresoreflectiveintheinfraredthataccuratetemperaturemeasurementsarenotalwayspossible.

测定发射率的五种方式

为确保温度测量的准确性，共有五种测定材料发射率的方式：

1.借助一台精密传感器，将材料样本加热到已知温度，并通过红外线仪器测量温度。

然后通过调整发射率值来强制指示器显示正确的温度。

2.对于相对较低的温度（500°F以下），可测量发射率为0.95的胶带。

然后通过调整发射率值来强制指示器显示正确的材料温度。

3.对于高温测量，可在受测对象上钻孔（深度至少为直径的6倍）。

这个孔相当于发射率为1.0的黑体。

测量孔中的温度，然后调整发射率来强制指示器显示正确的材料温度。

4.如果材料或其中一部分可以进行涂覆，可涂覆一层暗黑色油漆，其发射率接近1.0。

测量油漆部分的温度，然后调整发射率来强制指示器显示正确的温度。

5.大多数材料的标准化发射率值可通过参照表查询（请参见第114到115页）。

可将这些值输入仪器中来估算材料的发射率值。

FiveWaystoDetermineEmissivity

Therearefivewaystodeterminetheemissivityofthematerial,toensureaccuratetemperaturemeasurements:

1.Heatasampleofthematerialtoaknowntemperature,usingaprecisesensor,andmeasurethetemperatureusingtheIRinstrument.Thenadjusttheemissivityvaluetoforcetheindicatortodisplaythecorrecttemperature.

2.Forrelativelylowtemperatures（upto500°F）,apieceofmaskingtape,withanemissivityof0.95,canbemeasured.Thenadjusttheemissivityvaluetoforcetheindicatortodisplaythecorrecttemperatureofthematerial.

3.Forhightemperaturemeasurements,ahole（depthofwhichisatleast6timesthediameter）canbedrilledintotheobject.Thisholeactsasablackbodywithemissivityof1.0.Measurethetemperatureinthehole,thenadjusttheemissivitytoforcetheindicatortodisplaythecorrecttemperatureofthematerial.

4.Ifthematerial,oraportionofit,canbecoated,adullblackpaintwillhaveanemissivityofapprox.1.0.Measurethetemperatureofthepaint,thenadjusttheemissivitytoforcetheindicatortodisplaythecorrecttemperature.

5.Standardizedemissivityvaluesformostmaterialsareavailable（seepages114-115）.Thesecanbeenteredintotheinstrumenttoestimatethematerial'semissivityvalue.

如何安装红外高温计？

高温计分为便携式和固定安装式两种类型。

固定安装式设备通常安装在一个位置，用于持续监视给定的过程。

它们通常由电力电源供电，并且仅瞄准一个点。

此类仪器可以将数据输出到本地或远程显示器，并为其它显示器或控制回路提供模拟量输出。

由电池供电的便携式红外温度计具有固定安装式设备的各项特点，但通常不能提供用于过程控制的模拟量输出。

此类设备通常用于关键过程的维护、诊断、质量控制和单点测量。

HowcanImounttheinfraredpyrometer?

Thepyrometercanbeoftwotypes,eitherfixed-mountorportable.Fixedmountunitsaregenerallyinstalledinonelocationtocontinuouslymonitoragivenprocess.Theyusuallyoperateonlinepower,andareaimedatasinglepoint.Theoutputfromthistypeofinstrumentcanbealocalorremotedisplay,alongwithananalogoutputthatcanbeusedforanotherdisplayorcontrolloop.Batterypowered,portableinfrared''guns''arealsoavailable;theseunitshaveallthefeaturesofthefixedmountdevices,usuallywithouttheanalogoutputforcontrolpurposes.Generallytheseunitsareutilizedinmaintenance,diagnostics,qualitycontrol,andspotmeasurementsofcriticalprocesses.

红外温度计的类型TypesofInfraredThermometer

手持式红外温度计手持式红外温度计是最为常见的红外高温计之一。

它们通常用于便携式应用，有些型号还配有集成三脚架。

OMEGA提供不同外形和尺寸的各种红外温度计。

许多OMEGA手持式红外高温计均配有OMEGA的专利圆点/圆圈式激光瞄准装置，可清晰地指示温度计的视野。

HandheldInfraredThermometersHandheldinfraredthermometersareoneofthemostpopulartypesofinfraredpyrometer.Theyarecommonlyusedforportableapplicationsalthoughsomemodelsalsofeatureanintegraltripodmount.OMEGAoffersalargevarietyofinfraredthermometersinvariousshapesandformfactors.ManyofOMEGAhandheldinfraredpyrometersfeatureOMEGA'spatentedCircleDot/CircleLasersightingwhichclearlyoutlinesthefieldofviewofthethermometer.

袖珍/棒型红外温度计袖珍或棒型红外温度计的外形极为紧凑，通常可放在衬衫口袋中携带。

Pocket/Stick-TypeInfraredThermometersPocketorsticktypeinfraredthermometersareextremelycompact.Theyarenormallysmallenoughtobecarriedinashirtpocket.

红外线热电偶红外线热电偶是经济型的小尺寸红外线传感器。

其特别之处在于，它们可以自行供电，并产生类似热电偶传感器的输出。

InfraredThermocouplesInfraredthermocouplesaresmalllowcostinfraredsensors.Theyareuniqueinthattheyareself-poweredandproduceanoutputthatmimicsathermocouplesensor.

固定安装式红外温度计/发射器固定安装式红外温度计通常用于可固定安装测温设备的工业过程中。

有关OS4000系列的信息，请阅读高速光纤红外线发射器一文。

FixedMountInfraredThermometer/TransmittersFixedmountinfraredthermometersarecommonlyusedinindustrialprocesseswherethethermometercanbemountedinastationaryposition.ReadtheHighSpeedFiberOpticInfraredTransmitterarticleforinformationabouttheOS4000Series.

双色比率测温考虑到发射率对于红外温度计测温精度的决定性作用，人们不断尝试设计各种不依赖于此变量的传感器。

这些设计中最为知名且应用最广泛的，是双色比率温度计。

这项技术与前面所述的红外温度计并无不同，但它测量的是材料在两种波长下所辐射红外线能量的比率，而不是在一个波长或波段下辐射的绝对能量。

其中的“色”字稍显过时，但此说法现在仍在沿用。

其源于将可见色与温度联系在一起的传统做法，因此称为“色温”。

TwoColor-RatioThermometryGiventhatemissivityplayssuchavitalroleinobtainingaccuratetemperaturedatafrominfraredthermometers,itisnotsurprisingthatattemptshavebeenmadetodesignsensorswhichwouldmeasureindependentlyofthisvariable.ThebestknownandmostcommonlyappliedofthesedesignsistheTwoColor-RatioThermometer.Thistechniqueisnotdissimilartotheinfraredthermometersdescribedsofar,butmeasurestheratioofinfraredenergyemittedfromthematerialattwowavelengths,ratherthantheabsoluteenergyatonewavelengthorwaveband.Theuseoftheword"color"inthiscontextissomewhatoutdated,butneverthelesshasnotbeensuper