什么應用中(zhong)使用紅外線高溫(wen)計測量溫(wen)度(du)？
在(zai)(zai)常(chang)規傳感(gan)器無(wu)法使用時，用戶(hu)可以使用紅外(wai)線高(gao)溫計測(ce)量(liang)(liang)溫度。具(ju)體(ti)來說，在(zai)(zai)測(ce)量(liang)(liang)運動物體(ti)（如滾輪、運動設備）而需要進行非接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)量(liang)(liang)的(de)情況(kuang)(kuang)下、或(huo)者(zhe)距(ju)離過遠(yuan)的(de)情況(kuang)(kuang)下、或(huo)者(zhe)待測(ce)量(liang)(liang)溫度太高(gao)使熱電偶或(huo)其它接(jie)觸(chu)式(shi)傳感(gan)器無(wu)法測(ce)量(liang)(liang)的(de)情況(kuang)(kuang)下，都(dou)應該使用紅外(wai)線高(gao)溫計。
在(zai)選(xuan)擇紅外線高溫計時，應(ying)當(dang)針對應(ying)用考慮哪(na)些(xie)因素？
有關任何(he)紅(hong)外線高溫計的(de)重要(yao)(yao)考(kao)慮因(yin)素(su)均包括(kuo)視場（目標的(de)尺寸和距離）、待測(ce)量表(biao)(biao)面的(de)類型（有關發射(she)率的(de)考(kao)慮因(yin)素(su)）、光譜響(xiang)應(ying)（對于(yu)大氣效應(ying)或透射(she)過表(biao)(biao)面）、溫度范圍和安(an)裝(zhuang)(zhuang)方(fang)式(shi)（手持式(shi)或固定安(an)裝(zhuang)(zhuang)式(shi)）。其它考(kao)慮因(yin)素(su)包括(kuo)響(xiang)應(ying)時(shi)間、環境、安(an)裝(zhuang)(zhuang)限制(zhi)、觀察孔或觀察窗使用以及(ji)需要(yao)(yao)的(de)信(xin)號處理。
視場
視場有何意義？為何視場很重要(yao)？
視場(chang)(chang)(chang)指儀器(qi)工作的視場(chang)(chang)(chang)角，由(you)儀器(qi)的光學器(qi)件(jian)決定。若要獲得精(jing)確的溫(wen)度(du)讀(du)數，被測(ce)量(liang)目標應該占滿儀器(qi)的視場(chang)(chang)(chang)。由(you)于紅(hong)外線(xian)器(qi)件(jian)確定視場(chang)(chang)(chang)內所(suo)有(you)表面的平(ping)均溫(wen)度(du)，那么如果背景溫(wen)度(du)與物體(ti)溫(wen)度(du)不同，就會出現測(ce)量(liang)誤差（圖1）。
大多數通(tong)用(yong)指(zhi)示(shi)器(qi)的(de)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)介于(yu)20" ~ 60"之(zhi)間。焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)是最小(xiao)(xiao)測量光斑(ban)出現(xian)的(de)點。例如，儀器(qi)的(de)距(ju)(ju)離(li)與光斑(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)比為120:1，焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)為60"，則60"處的(de)最小(xiao)(xiao)光斑(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)為0.5"。短焦(jiao)(jiao)儀器(qi)的(de)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)通(tong)常為0.1 ~ 12"，而長(chang)焦(jiao)(jiao)儀器(qi)使用(yong)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)可(ke)以(yi)達到(dao)大約50'。許(xu)多長(chang)距(ju)(ju)離(li)或小(xiao)(xiao)光斑(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)儀器(qi)還帶有瞄(miao)準(zhun)鏡，以(yi)便改善對焦(jiao)(jiao)。大多數儀器(qi)都有視場圖，可(ke)幫助(zhu)估算特定(ding)距(ju)(ju)離(li)處的(de)光斑(ban)直(zhi)(zhi)徑(jing)。
發射率
什么是(shi)發(fa)射(she)率，發(fa)射(she)率如何與紅外線溫度測量聯系(xi)起來？
發(fa)射(she)率(lv)定義為某個物(wu)體(ti)(ti)在(zai)(zai)給定溫(wen)度(du)下(xia)輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量與(yu)理想(xiang)輻(fu)射(she)體(ti)(ti)或黑體(ti)(ti)在(zai)(zai)相同溫(wen)度(du)下(xia)輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量之(zhi)比率(lv)。黑體(ti)(ti)的(de)(de)(de)發(fa)射(she)率(lv)是1.0。或黑體(ti)(ti)在(zai)(zai)相同溫(wen)度(du)下(xia)輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量之(zhi)比率(lv)。黑體(ti)(ti)的(de)(de)(de)發(fa)射(she)率(lv)是1.0。 所(suo)有發(fa)射(she)率(lv)值(zhi)都在(zai)(zai)0.0 ~ 1.0范圍內。
E + T + R = 1.0
紅(hong)外線(xian)測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)(de)理想(xiang)表面(mian)是(shi)發(fa)(fa)射(she)(she)率(lv)(lv)為1.0的(de)(de)(de)(de)理想(xiang)輻射(she)(she)體(ti)(ti)或黑(hei)體(ti)(ti)。然而(er)，大多數物體(ti)(ti)并非(fei)理想(xiang)輻射(she)(she)體(ti)(ti)，它們將反射(she)(she)或透射(she)(she)一(yi)部分(fen)能(neng)量(liang)。大部分(fen)儀器有能(neng)力對不(bu)同的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)射(she)(she)率(lv)(lv)值(zhi)以(yi)及對不(bu)同材(cai)料(liao)進(jin)(jin)行補(bu)償。一(yi)般而(er)言，物體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)射(she)(she)率(lv)(lv)越高，使用紅(hong)外線(xian)獲得精(jing)確溫(wen)度測(ce)量(liang)就(jiu)越容易。發(fa)(fa)射(she)(she)率(lv)(lv)極(ji)低的(de)(de)(de)(de)物體(ti)(ti)（低于0.2）測(ce)量(liang)起來(lai)會非(fei)常困難(nan)。一(yi)些經(jing)過(guo)拋光的(de)(de)(de)(de)閃亮金屬表面(mian)（例(li)如(ru)鋁）在紅(hong)外線(xian)中反射(she)(she)性很強，以(yi)致于不(bu)能(neng)總是(shi)進(jin)(jin)行精(jing)確的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度測(ce)量(liang)。
除了一些(xie)特(te)殊應用（例如薄膜塑料）以外，通常(chang)反射(she)(she)率(lv)是比透射(she)(she)率(lv)更(geng)重要的考(kao)慮因素(su)。大多(duo)數有機物質（木頭、布料、塑料等(deng)）的反射(she)(she)率(lv)約為0.95。大部分(fen)粗糙表(biao)面或(huo)油漆(qi)表(biao)面也有比較高的反射(she)(she)率(lv)值(zhi)。
確定(ding)反射(she)率的四種方法(fa)
為(wei)了(le)確(que)保精(jing)確(que)的(de)溫度測量，有以(yi)下(xia)四種方法可(ke)確(que)定(ding)材(cai)料的(de)發射(she)率：
使用精密的傳(chuan)感器，將材料試樣(yang)加熱到(dao)一個已知溫(wen)(wen)(wen)度，然后使用紅外線儀(yi)器測量溫(wen)(wen)(wen)度。接著(zhu)，調整發射率值，強行(xing)讓指示器顯(xian)示正確溫(wen)(wen)(wen)度。
對于相對較低的溫(wen)度(du)（最高500?F），可以測量遮蔽膠帶（發射(she)(she)率(lv)為0.95）。接著，調整發射(she)(she)率(lv)值，強(qiang)行讓指示器顯(xian)示材料的正(zheng)確(que)溫(wen)度(du)。
對(dui)于高溫(wen)測(ce)量(liang)，可以在(zai)物(wu)體上鉆出一(yi)個孔(kong)（其深度(du)至少為(wei)直徑(jing)的(de)6倍）。該孔(kong)可以作為(wei)發射(she)率為(wei)1.0的(de)黑體。測(ce)量(liang)該孔(kong)內的(de)溫(wen)度(du)，接著(zhu)調整發射(she)率，強行讓指示器顯示材料(liao)的(de)正確溫(wen)度(du)。
如果可以在材(cai)料(liao)或者材(cai)料(liao)的一部分噴(pen)涂暗黑色漆，發(fa)射率約為1.0。測(ce)量漆的溫度(du)，接著調整發(fa)射率，強行讓指示(shi)器顯示(shi)正確溫度(du)。
光譜響應
什么是(shi)光譜響(xiang)應？它對溫度讀數的影響(xiang)程度如何？
儀(yi)器(qi)的(de)光(guang)(guang)譜(pu)響應是儀(yi)器(qi)涵蓋的(de)紅外光(guang)(guang)譜(pu)的(de)寬(kuan)度(du)(du)。大(da)部(bu)分普通(tong)儀(yi)器(qi)（適(shi)用(yong)于(yu)低于(yu)1000?F的(de)溫(wen)度(du)(du)）使(shi)用(yong)8 ~ 14微(wei)米(mi)范圍內的(de)寬(kuan)帶濾(lv)(lv)光(guang)(guang)片(pian)。此范圍是大(da)多數測(ce)(ce)量(liang)的(de)首選，因為在(zai)該范圍內可(ke)(ke)以進行測(ce)(ce)量(liang)而不(bu)會受(shou)到大(da)氣干擾，大(da)氣干擾即(ji)大(da)氣溫(wen)度(du)(du)影響儀(yi)器(qi)讀數。一些儀(yi)器(qi)使(shi)用(yong)8 ~ 20微(wei)米(mi)的(de)更(geng)寬(kuan)濾(lv)(lv)光(guang)(guang)片(pian)，這些濾(lv)(lv)光(guang)(guang)片(pian)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)近距(ju)離測(ce)(ce)量(liang)，但對于(yu)較長距(ju)離，它(ta)們是"距(ju)離敏感"的(de)。對于(yu)一些特殊用(yong)途，可(ke)(ke)以選擇極窄的(de)波段。它(ta)們可(ke)(ke)用(yong)于(yu)更(geng)高(gao)(gao)的(de)溫(wen)度(du)(du)，可(ke)(ke)用(yong)于(yu)穿透(tou)大(da)氣、火(huo)焰和氣體(ti)。典型的(de)低通(tong)濾(lv)(lv)光(guang)(guang)片(pian)在(zai)2.2或(huo)3.8微(wei)米(mi)波段。通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)2.1~ 2.3微(wei)米(mi)濾(lv)(lv)光(guang)(guang)片(pian)測(ce)(ce)量(liang)高(gao)(gao)于(yu)1500?F的(de)溫(wen)度(du)(du)。其(qi)它(ta)可(ke)(ke)使(shi)用(yong)的(de)帶寬(kuan)如下，0.78 ~ 1.06微(wei)米(mi)用(yong)于(yu)測(ce)(ce)量(liang)高(gao)(gao)溫(wen)，7.9或(huo)3.43微(wei)米(mi)用(yong)于(yu)有限(xian)度(du)(du)地(di)穿透(tou)薄膜塑料，而3.8微(wei)米(mi)用(yong)于(yu)穿透(tou)純凈火(huo)焰幾乎不(bu)受(shou)干擾。
透(tou)過玻璃進(jin)行溫度測量(liang)
透過玻璃(li)窗或石英玻璃(li)窗測量溫度，有哪(na)些特殊(shu)考慮因素？
紅外能量(liang)透(tou)射過玻璃或石英是要考慮的一個(ge)重要因素。高溫(wen)(wen)計必須有一個(ge)在某種程(cheng)度上可透(tou)過玻璃的波長(chang)，這意味著它們只能用來(lai)測量(liang)高溫(wen)(wen)。否則，儀表將(jiang)會產生將(jiang)玻璃溫(wen)(wen)度與需要的目標溫(wen)(wen)度平均起來(lai)而導致的測量(liang)誤差。
安裝方式
如(ru)何安(an)裝紅外線高(gao)溫計？
高溫計可以有兩種類型(xing)，固定安(an)裝式(shi)(shi)或便攜式(shi)(shi)。固定安(an)裝式(shi)(shi)高溫計通常(chang)安(an)裝在一個位置，對(dui)某(mou)(mou)個指(zhi)定過程進行(xing)連續監測。它們通常(chang)使用市(shi)電(dian)電(dian)源(yuan)，并且對(dui)準某(mou)(mou)一點(dian)。這類儀表的輸(shu)出可以連接(jie)到本地或遠(yuan)程顯示屏，同時還有可在另一顯示屏顯示或者用于(yu)控(kong)制回路(lu)的模擬輸(shu)出。
還提(ti)供(gong)(gong)有電池供(gong)(gong)電的(de)便攜式紅外(wai)線"槍"；這些儀器擁(yong)有固定安(an)裝式儀器的(de)全(quan)部(bu)功(gong)能，但通(tong)常沒有用于(yu)控制的(de)模擬輸出。一般情況下，這些儀器用于(yu)維護(hu)、診(zhen)斷、質量(liang)管理以及關鍵流程(cheng)的(de)隨(sui)機測量(liang)。
響應時間
在(zai)選用(yong)和安裝紅外(wai)線測量系統時，還應該考(kao)慮什(shen)么？
首先(xian)，儀(yi)表必須響應迅速，能夠處理變(bian)化，從而實現精確的溫(wen)度記錄或控制。紅外線熱電(dian)偶的典型(xing)響應時間(jian)在(zai)(zai)0.1 ~ 1秒(miao)范圍內(nei)。其次，儀(yi)器(qi)必須能夠在(zai)(zai)環境(jing)(jing)溫(wen)度的環境(jing)(jing)中(zhong)工作。
其它(ta)考慮因(yin)素包括物理安裝限制、觀察孔/觀察窗(chuang)的使用（透過(guo)玻璃測量）以及為了生成進一步(bu)分(fen)析、顯示(shi)或控制所(suo)需的輸出而需要(yao)進行(xing)的信號(hao)處(chu)理。
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