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使用多功能測溫儀時(shí)物質(zhì)發(fā)射率的因素有哪些?
1 紅外測溫
所有物體表面都輻射紅外光線,其強(qiáng)度隨其溫度的改變而改變;
紅外溫度傳感器是由光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、電路、微電腦等組成的溫度測量系統(tǒng),由光學(xué)系統(tǒng)將
光信號(hào)聚焦到紅外光電傳感器上,經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)變成電信號(hào),再經(jīng)電路放大、采集,并經(jīng)
微電腦處理,終得到一個(gè)溫度值。紅外溫度傳感器的大好處就是無需接觸被測物體而測量溫度
,無論是移動(dòng)的或難以接觸的物體,都能很容易地進(jìn)行表面溫度的測量。
1.1 根據(jù)測溫原理分類:單色紅外測溫與比色紅外測溫(也稱雙色紅外測溫)。
單色紅外測溫是用一種波長的光電傳感器來感應(yīng)被測目標(biāo)的紅外信號(hào),并依據(jù)該紅外信號(hào)的大小來
獲得被測目標(biāo)的溫度值。而比色紅外測溫是用兩個(gè)不同波長的傳感器來感應(yīng)被測目標(biāo)的紅外信號(hào),
并依據(jù)兩路信號(hào)的比值來獲得被測目標(biāo)的溫度。
1.2 目標(biāo)物體的發(fā)射率 表示物體吸收和發(fā)射紅外能量的能力。
不同發(fā)射率的物體表面,在溫度等其他條件相同的情況下,輻射出來的能量是不一樣的,發(fā)射率越
高,輻射能量越大。發(fā)射率通常在0到1.00之間。例如鏡子的發(fā)射率為0.10,而通常所說的黑體的發(fā)
射率則能達(dá)到1.00。要想準(zhǔn)確獲得被測目標(biāo)的真實(shí)溫度,應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)置紅外測溫儀器的發(fā)射率。而對
于大多數(shù)物體的發(fā)射率值,可以從“9.附錄-材料發(fā)射率表”中查到。
2 影響物質(zhì)發(fā)射率的因素
(1)物質(zhì)的材料 (2)表面特性;表面質(zhì)量(光亮、粗糙、氧化、噴砂),幾何形狀(平面、凹
面、凸面)
2.2確定輻射率的方法
(1)使用JTCIF500測溫儀、熱電偶,或者任何其他合適的方法確定物體材料的實(shí)際溫度。然后,測量物
體的溫度并調(diào)整輻射率設(shè)置,直至達(dá)到正確的溫度值。從而得到被測物體的正確的輻射率。
(2)如果有可能的話,在物體表面涂一層黑色啞光漆。這種漆的輻射率為0.95。然后使用輻射率設(shè)
置為0.95的儀器測量涂漆區(qū)域的溫度。后測量物體相鄰區(qū)域的溫度并調(diào)整輻射率直至溫度相同為
止,從而得到被測物體的正確的輻射率。
3 單色紅外測溫與比色紅外測溫在應(yīng)用上的差異
單色紅外測溫 如前所述,單色紅外測溫,要想準(zhǔn)確測得被測目標(biāo)的真實(shí)溫度,需要考慮包括發(fā)射
率在內(nèi)的很多因素。首先,考慮通道上有無衰減(一般指玻璃窗口、煙霧、水蒸氣和灰塵),如果
無衰減,則設(shè)置儀器的發(fā)射率值,使其等于或接近被測材料的實(shí)際發(fā)射率。若儀器的發(fā)射率值大于
被測材料的實(shí)際發(fā)射率,測溫值會(huì)比真實(shí)溫度值低。如果通道上還有衰減,設(shè)置發(fā)射率時(shí),還應(yīng)該
考慮通道上的衰減,可以將衰減系數(shù)乘以材料的發(fā)射率作為新的發(fā)射率值進(jìn)行設(shè)置。其次,瞄準(zhǔn)時(shí)
,目標(biāo)一定要充滿測溫區(qū)域,調(diào)焦要到位。
由于準(zhǔn)確獲得有些被測材料的發(fā)射率有時(shí)是很困難的,單色測溫實(shí)際上是在做相對測溫,關(guān)注的是
測溫的重復(fù)性。在重復(fù)性方面,它要比比色測溫好一些。
比色紅外測溫
(1) 由比色紅外測溫原理可以知道,由于材料表面的發(fā)射率,通道上的玻璃窗口、煙霧、水蒸氣
和灰塵對兩路的信號(hào)影響量是一樣的,因此,兩路信號(hào)在進(jìn)行比值運(yùn)算時(shí),已基本上將上述干擾因
素消除掉。這樣比色紅外測溫在測溫時(shí)不用關(guān)心材料表面的發(fā)射率,或通道上是否有窗口等因素,
就可以比較準(zhǔn)確的測得目標(biāo)的溫度。這是與單色測溫本質(zhì)的區(qū)別。
(2) 當(dāng)目標(biāo)不能充滿時(shí),比色測溫也可以正常測量。
4 影響準(zhǔn)確測溫的因素:
測量角度,是否在允許范圍內(nèi);
是否正確瞄準(zhǔn)調(diào)焦。不準(zhǔn)確的瞄準(zhǔn),將可能導(dǎo)致測溫不正常;
選擇的光譜范圍(波長)是否合適,對于測量有玻璃窗口的容器內(nèi)目標(biāo)時(shí),光譜范圍不能選擇8~
14μm,而應(yīng)選擇1μm附近的;
有無窗口玻璃,窗口玻璃對紅外能量有衰減,因此會(huì)使單色測溫值偏低(可通過調(diào)整發(fā)射率值來
修正);而對比色測溫值基本沒有影響;
煙霧、水蒸氣、灰塵。