什么应用(yòng)中使用(yòng)红外線(xiàn)高温计测量温度？

在常规传感器无法使用(yòng)时，用(yòng)户可(kě)以使用(yòng)红外線(xiàn)高温计测量温度。具體(tǐ)来说，在测量运动物(wù)體(tǐ)（如滚轮、运动设备）而需要进行非接触式测量的情况下、或者距离过遠(yuǎn)的情况下、或者待测量温度太高使热電(diàn)偶或其它接触式传感器无法测量的情况下，都应该使用(yòng)红外線(xiàn)高温计。

在选择红外線(xiàn)高温计时，应当针对应用(yòng)考虑哪些因素？

有(yǒu)关任何红外線(xiàn)高温计的重要考虑因素均包括视场（目标的尺寸和距离）、待测量表面的类型（有(yǒu)关发射率的考虑因素）、光谱响应（对于大气效应或透射过表面）、温度范围和安装方式（手持式或固定安装式）。其它考虑因素包括响应时间、环境、安装限制、观察孔或观察窗使用(yòng)以及需要的信号处理(lǐ)。

视场

视场有(yǒu)何意义？為(wèi)何视场很(hěn)重要？

视场指仪器工作的视场角，由仪器的光學(xué)器件决定。若要获得精确的温度读数，被测量目标应该占满仪器的视场。由于红外線(xiàn)器件确定视场内所有(yǒu)表面的平均温度，那么如果背景温度与物(wù)體(tǐ)温度不同，就会出现测量误差（图1）。

大多(duō)数通用(yòng)指示器的焦距介于20" ~ 60"之间。焦距是最小(xiǎo)测量光斑出现的点。例如，仪器的距离与光斑直径比為(wèi)120:1，焦距為(wèi)60"，则60"处的最小(xiǎo)光斑直径為(wèi)0.5"。短焦仪器的焦距通常為(wèi)0.1 ~ 12"，而長(cháng)焦仪器使用(yòng)焦距可(kě)以达到大约50'。许多(duō)長(cháng)距离或小(xiǎo)光斑直径的仪器还带有(yǒu)瞄准镜，以便改善对焦。大多(duō)数仪器都有(yǒu)视场图，可(kě)帮助估算特定距离处的光斑直径。

                               发射率

什么是发射率，发射率如何与红外線(xiàn)温度测量联系起来？

发射率定义為(wèi)某个物(wù)體(tǐ)在给定温度下辐射的能(néng)量与理(lǐ)想辐射體(tǐ)或黑體(tǐ)在相同温度下辐射的能(néng)量之比率。黑體(tǐ)的发射率是1.0。或黑體(tǐ)在相同温度下辐射的能(néng)量之比率。黑體(tǐ)的发射率是1.0。 所有(yǒu)发射率值都在0.0 ~ 1.0范围内。

E + T + R = 1.0

红外線(xiàn)测量的理(lǐ)想表面是发射率為(wèi)1.0的理(lǐ)想辐射體(tǐ)或黑體(tǐ)。然而，大多(duō)数物(wù)體(tǐ)并非理(lǐ)想辐射體(tǐ)，它们将反射或透射一部分(fēn)能(néng)量。大部分(fēn)仪器有(yǒu)能(néng)力对不同的发射率值以及对不同材料进行补偿。一般而言，物(wù)體(tǐ)的发射率越高，使用(yòng)红外線(xiàn)获得精确温度测量就越容易。发射率极低的物(wù)體(tǐ)（低于0.2）测量起来会非常困难。一些经过抛光的闪亮金属表面（例如铝）在红外線(xiàn)中反射性很(hěn)强，以致于不能(néng)总是进行精确的温度测量。

除了一些特殊应用(yòng)（例如薄膜塑料）以外，通常反射率是比透射率更重要的考虑因素。大多(duō)数有(yǒu)机物(wù)质（木(mù)头、布料、塑料等）的反射率约為(wèi)0.95。大部分(fēn)粗糙表面或油漆表面也有(yǒu)比较高的反射率值。

确定反射率的四种方法

為(wèi)了确保精确的温度测量，有(yǒu)以下四种方法可(kě)确定材料的发射率：

使用(yòng)精密的传感器，将材料试样加热到一个已知温度，然后使用(yòng)红外線(xiàn)仪器测量温度。接着，调整发射率值，强行让指示器显示正确温度。

对于相对较低的温度（最高500˚F），可(kě)以测量遮蔽胶带（发射率為(wèi)0.95）。接着，调整发射率值，强行让指示器显示材料的正确温度。

对于高温测量，可(kě)以在物(wù)體(tǐ)上钻出一个孔（其深度至少為(wèi)直径的6倍）。该孔可(kě)以作為(wèi)发射率為(wèi)1.0的黑體(tǐ)。测量该孔内的温度，接着调整发射率，强行让指示器显示材料的正确温度。

如果可(kě)以在材料或者材料的一部分(fēn)喷涂暗黑色漆，发射率约為(wèi)1.0。测量漆的温度，接着调整发射率，强行让指示器显示正确温度。

光谱响应

什么是光谱响应？它对温度读数的影响程度如何？

仪器的光谱响应是仪器涵盖的红外光谱的宽度。大部分(fēn)普通仪器（适用(yòng)于低于1000˚F的温度）使用(yòng)8 ~ 14微米范围内的宽带滤光片。此范围是大多(duō)数测量的首选，因為(wèi)在该范围内可(kě)以进行测量而不会受到大气干扰，大气干扰即大气温度影响仪器读数。一些仪器使用(yòng)8 ~ 20微米的更宽滤光片，这些滤光片可(kě)用(yòng)于近距离测量，但对于较長(cháng)距离，它们是"距离敏感"的。对于一些特殊用(yòng)途，可(kě)以选择极窄的波段。它们可(kě)用(yòng)于更高的温度，可(kě)用(yòng)于穿透大气、火焰和气體(tǐ)。典型的低通滤光片在2.2或3.8微米波段。通常使用(yòng)2.1~ 2.3微米滤光片测量高于1500˚F的温度。其它可(kě)使用(yòng)的带宽如下，0.78 ~ 1.06微米用(yòng)于测量高温，7.9或3.43微米用(yòng)于有(yǒu)限度地穿透薄膜塑料，而3.8微米用(yòng)于穿透纯净火焰几乎不受干扰。

透过玻璃进行温度测量

透过玻璃窗或石英玻璃窗测量温度，有(yǒu)哪些特殊考虑因素？

红外能(néng)量透射过玻璃或石英是要考虑的一个重要因素。高温计必须有(yǒu)一个在某种程度上可(kě)透过玻璃的波長(cháng)，这意味着它们只能(néng)用(yòng)来测量高温。否则，仪表将会产生将玻璃温度与需要的目标温度平均起来而导致的测量误差。

安装方式

如何安装红外線(xiàn)高温计？

高温计可(kě)以有(yǒu)两种类型，固定安装式或便携式。固定安装式高温计通常安装在一个位置，对某个指定过程进行连续监测。它们通常使用(yòng)市電(diàn)電(diàn)源，并且对准某一点。这类仪表的输出可(kě)以连接到本地或遠(yuǎn)程显示屏，同时还有(yǒu)可(kě)在另一显示屏显示或者用(yòng)于控制回路的模拟输出。

还提供有(yǒu)電(diàn)池供電(diàn)的便携式红外線(xiàn)"枪"；这些仪器拥有(yǒu)固定安装式仪器的全部功能(néng)，但通常没有(yǒu)用(yòng)于控制的模拟输出。一般情况下，这些仪器用(yòng)于维护、诊断、质量管理(lǐ)以及关键流程的随机测量。

响应时间

在选用(yòng)和安装红外線(xiàn)测量系统时，还应该考虑什么？

首先，仪表必须响应迅速，能(néng)够处理(lǐ)变化，从而实现精确的温度记录或控制。红外線(xiàn)热電(diàn)偶的典型响应时间在0.1 ~ 1秒(miǎo)范围内。其次，仪器必须能(néng)够在环境温度的环境中工作。

其它考虑因素包括物(wù)理(lǐ)安装限制、观察孔/观察窗的使用(yòng)（透过玻璃测量）以及為(wèi)了生成进一步分(fēn)析、显示或控制所需的输出而需要进行的信号处理(lǐ)。

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