现代温度测量之红外测温技术.doc

现代温度测量之红外测温技术概述温度是一个基本的物理量，与人类生活环境以及自然界中的一切过程无不密切相关，是工业过程三大参量（流量、压力、温度）之一，也是国际单位制（SI）中七个基本物理量之一。而现代温度的测量主要是通过温度传感器完成的。作为温度测量仪表的核心部分，温度传感器是指能感受温度并将之转换成可用输出信号的传感器，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 作为一个理想的温度传感器，应该具备以下要求：测量范围广、精度高、可靠性好、时漂小、重量轻、响应快、价格低、能批量生产等。红外测温技术工作原理 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，一切温度高于绝对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。 性能特点1.便捷 红外测温仪可快速提供温度测量，在用热偶读取一个渗漏连接点的时间内，用红外测温仪几乎可以读取所有连接点的温度。另外由于红外测温仪坚实、轻巧，且不用时易于放在皮套中。在工厂巡视和日常检验工作时都可携带。 2.精确 红外测温仪通常精度都是1度以内。这种性能在做预防性维护时特别重要，如监视恶劣生产条件和将导致设备损坏或停机的特别事件时，减少因设备故障造成的开支和维修的范围。 3. 安全 红外测温仪能够安全地读取难以接近的或不可到达的目标温度 ，可以在仪器允许的范围内读取目标温度。非接触温度测量还可在不安全的或接触测温较困难的区域进行，精确测量就象在手边测量一样容易。红外测温仪分类1人用红外线测温仪 红外线人体体温监测仪具有非接触式测温、准确度高、测量速度快、超温语音报警等优点。特别适合于出入境口岸、港口、机场、码头、车站、机关、学校、影剧院等场合使用。 2.工业红外测温仪 工业红外测温仪测量物体的表面温度，其光传感器辐射、反射并传输能量，然后能量由探头进行收集、聚焦，再由其它的电路将信息转化为读数显示在机上，本机配备的激光灯更有效对准被测物及提高测量精度，广泛用于检测、火检、船舶、喷漆、墨水、石油化工、机械制造业等各种工业物体领域应用 3.畜牧业动物红外测温仪测温仪 兽用红外线非接触体温计根据普朗克原理，通过准确测定动物体表特定部位的体表温度，修正体表温度与实际温度的温差，便能准确显示出动物的个体体温。 4.双色红外测温仪 测量物体在两个不同光谱范围内发出的红外辐射亮度并由这两个辐射亮度之比推断物体的温度，称为双色测温仪。采用双色测温仪测温灵敏度较高，与目标的真实温度偏差较小，受测试距离和其间吸收物的影响也较小，在中、高温范围内使用效果比较好，与单色红外测温仪相比具有无与伦比的优点。 发展前景1.测温范围从高温、中温向中、低温部分拓展;2.准确度和稳定性更高;3工作波段多样化, 可根据被测对象的特性选择;4从点测量发展到二维面测量;5红外测温仪具有小型化和智能化的特点;6从测量原理和方法上消除发射率影响,实现物体的真温测量。另外，多光谱测温技术也逐步开始在科研和工程领域中得到了应用。该方法测量温度上限和测量准确度高,响应快,受中间介质影响小,可得到物体的真实温度。测温技术的最新进展随着新材料、新工艺以及一些新技术的发展,温度测量仪器的应用范围更加广泛。1薄膜温度传感器，具有体积小、热扰动小、热动态响应时间短、灵敏度高、便于集成和安装的特点,并且具有耐磨、耐压、耐热冲击和抗剥离的优良性能,特别适合于微尺度或小空间温度测量、表面温度的测量等场合；2.热电偶材料性能的提高在热电偶丝材料方面,一些类型的热电偶性能得到了提高,并出现了一些新型热电偶类型；3近年来金属陶瓷保护套管材料性能得到了很大提高 ,具有耐腐蚀、抗热冲击、耐高温性,可以在氧化、还原和中性气氛下使用；4.光纤测温技术。结束语虽然温度测量方法多种多样,但在很多情况下,对于实际工程现场或一些特殊条件下的温度测量,比如对极限温度、高温腐蚀性介质温度、气流温度、表面温度、固体内部温度分布、微尺寸目标温度、大空间温度分布、生物体内温度、电磁干扰条件下温度测量来讲,要想得到准确可靠的结果并非易事,需要非常熟悉各种测量方法的原理及特点,结合被测对象要求选择合适的测量方法才能完成