红外测温技术

1、YATAI OPTICAL1YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理红外测温技术交流红外测温技术交流v红外测温原理介绍红外测温原理介绍v红外测温仪正确使用方法、发射率及坡度的红外测温仪正确使用方法、发射率及坡度的正确设定正确设定v在恶劣环境中如何正使用红外测温仪在恶劣环境中如何正使用红外测温仪v雷泰红外测温仪在国内冶金行业的应用雷泰红外测温仪在国内冶金行业的应用热风炉热风炉v红外测温仪现场使用疑难解答红外测温仪现场使用疑难解答v计量规范化管理及现场比对校准计量规范化管理及现场比对校准v日常维护管理日常维护管理YATAI OPTICAL2YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测

2、温原理红外测温原理红外测温原理v红外测温仪发展历史红外测温仪发展历史v电磁波谱电磁波谱v红外系统红外系统v黑体辐射定律黑体辐射定律v物体的发射率及对测温精度的影响物体的发射率及对测温精度的影响v物体的红外辐射能量及大气传输物体的红外辐射能量及大气传输v测温目标背景的影响测温目标背景的影响v双色测温仪原理双色测温仪原理YATAI OPTICAL3YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理红外测温仪发展历史红外测温仪发展历史v1800年年 赫胥尔发现红外线。赫胥尔发现红外线。v1828年年 M.Sweeny第一个辐射温度计第一个辐射温度计。v19世纪末，世纪末， 消隐光学高温计。消隐光学

3、高温计。 1956年，美、年，美、原苏将消隐光学高温计改进成光电高温计。原苏将消隐光学高温计改进成光电高温计。v1901年，年， “全辐射测温仪全辐射测温仪”-专利专利。v1931年，年， 第一批商用全辐射测温仪问世第一批商用全辐射测温仪问世v60年代后，年代后， 迅猛发展迅猛发展v近二十年，近二十年， 双色、光纤、扫描等。双色、光纤、扫描等。YATAI OPTICAL4YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理可见光紫外光紫外光红外光红外光X-射线射线GammaRays无线电波无线电波EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF0.1A1A1UA100A0.111010

4、01cm0.1cm10cm1m100m 1km10km 100km波长10m30201510864321.510.80.60.4波长 (um)常用红外光谱范围电磁波谱电磁波谱YATAI OPTICAL5YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理红外光危险吗红外光危险吗?v不，红外测温仪所接不，红外测温仪所接收的能量是由物体发收的能量是由物体发出的自然能量出的自然能量YATAI OPTICAL6YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理红外系统红外系统窗口和光学系统窗口和光学系统目标目标环境环境探测器探测器显示及输出显示及输出453SP1 470EMS ?85YATAI OP

5、TICAL7YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理黑体辐射定律黑体辐射定律 普朗克定律：普朗克定律：式中：式中：波长：波长： 第一辐射常数：第一辐射常数：C1C1第二辐射常数：第二辐射常数：C2C2绝对温度：绝对温度：T普朗克常数：普朗克常数：h光速：光速：c玻尔兹曼常数：玻尔兹曼常数：K111)(/25TCbbeCTMYATAI OPTICAL8YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理黑体辐射定律黑体辐射定律 斯藩斯藩-玻耳兹曼定律：玻耳兹曼定律：M TMT dT W m( )( )()402YATAI OPTICAL9YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测

6、温原理黑体辐射光谱的特性黑体辐射光谱的特性123456 7 8 9 10 11 12 13 141500 ( 2730 )1000 ( 1830 ) 542 ( 1000 ) 260 ( 490 ) 20 ( 70 )温度与辐射能量的关系曲线温度与辐射能量的关系曲线黑体的相对的辐射密度黑体的相对的辐射密度波长波长 (微米微米)102101110-110-210-310-40YATAI OPTICAL10YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理由于发射率不确定造成的温度误差由于发射率不确定造成的温度误差1086420500100015002000250030008-14 m1.0 m

7、解答解答 : 使用尽可能短的测量波长% 误差误差目标温度目标温度( )发射率误差假定为 10%5.0 m 3.9 m2.2 mYATAI OPTICAL11YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理物体的红外能量传播物体的红外能量传播“理想黑体理想黑体”“实际物体实际物体”既是完全吸收体既是完全吸收体也是完全发射体也是完全发射体部分能量被反射，部分能量透过部分能量被反射，部分能量透过I=R+A+T发射率发射率 =1发射率发射率 1IIIIRATEEEEYATAI OPTICAL12YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理大气传输大气传输8-14 微米可以 避开大气的吸收(

8、高于海平线高于海平线0.3 公里公里)1.00.50.00.512358 1015 20波长波长 (微米微米)相对透过率相对透过率YATAI OPTICAL13YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理目标的红外辐射能量目标的红外辐射能量目标目标探头探头RTE反射率反射率, 透射率透射率, 发射率发射率环境温度环境温度II = 入射能量入射能量R = 反射能量反射能量T = 透射能量透射能量E = 发射能量发射能量YATAI OPTICAL14YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理背景影响背景影响当背景温度高于目标温度当背景温度高于目标温度时应进行背景温度补偿时应进行背

9、景温度补偿(T-Ambient)背景目标YATAI OPTICAL15YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理双色红外测温原理双色红外测温原理v由于环境中存在的灰尘、由于环境中存在的灰尘、烟雾和颗粒造成能量的衰烟雾和颗粒造成能量的衰减速；减速；v仪器视场局部受阻或遮蔽仪器视场局部受阻或遮蔽v目标细小，不能充满视场目标细小，不能充满视场v目标处于运动或振动中目标处于运动或振动中v测量通道弯曲、狭小、受测量通道弯曲、狭小、受阻阻v目标视场内存在水蒸汽、目标视场内存在水蒸汽、雾气雾气YATAI OPTICAL16YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理双色测温仪双色测温仪 理

10、论公式：理论公式：T：目标温度：目标温度A，B：常数：常数 ：第一波段内发射率：第一波段内发射率 ：第二波段内发射率：第二波段内发射率 ：第一波段内目标能量：第一波段内目标能量 ：第二波段内目标能量：第二波段内目标能量 ：坡度：坡度TBAeeEElo g()lo g()1212ee12/e1e2E2E1YATAI OPTICAL17YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理双色与单色测量比较双色与单色测量比较测量误差测量误差(%) 与能量衰减与能量衰减测量误差测量误差(%)目标温度目标温度( )100-10-20-30-40-50100-10-20-30-40-50500100015

11、00*200025003000+ 0.75%- 0.75%单色单色: 50% 能量衰减能量衰减单色单色: 80% 能量衰减能量衰减单色单色: 90% 能量衰减能量衰减单色单色: 95% 能量衰减能量衰减双色双色: 0% - 95% 能量衰减能量衰减YATAI OPTICAL18YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理测温仪的正确安装使用测温仪的正确安装使用v安装地点尽量避免有强磁场的地方安装地点尽量避免有强磁场的地方v现场环境温度高时，一定要加保护套，并现场环境温度高时，一定要加保护套，并且保证水源的供应且保证水源的供应v现场灰尘、水汽较大时，应有洁净的气源现场灰尘、水汽较大时，应

12、有洁净的气源进行吹扫，保证镜头的清洁进行吹扫，保证镜头的清洁v红外探头前不应有障碍物红外探头前不应有障碍物v信号传输线一定要用屏蔽电缆信号传输线一定要用屏蔽电缆YATAI OPTICAL19YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理红外测温仪与接触式测温红外测温仪与接触式测温v红外测温红外测温v接触式测温v 可测运动、旋转的物体v 直接测量物料的温度v 可透过测量窗口进行测量v 远距离测量v 维护量小v 只能测静态空间的温度v 不能测运动、旋转的物体v 磨损、消耗大v 现场维护工作量大YATAI OPTICAL20YataiYatai亚泰光电亚泰光电测温原理测温原理恶劣环境下正确使用红外测温仪恶劣环境下正确使用红外测温仪v电源的正确性、有效性电源的正确性、有效性v冷却循环水的正常供应冷却循环水的正常供应v空气吹扫的洁净气源空气吹扫的洁净气源v信号电缆屏蔽线的有效接地信