| |
|
 |
紅外技術 |
| |
|
| |
|
| |
 什麼是紅外輻射？ |
| 紅外測溫儀是通過紅外輻射運行的。紅外線是佔據在可見光之間電磁波譜的一部分。電磁波譜是一組不同類型的輻射。它包括伽馬射線、X射線、紫外線、可見紅外輻射、微波、和無線電波。紅外線的波長大於可見光的波長。因此紅外線是一種不可見光。“紅外”的意思就是“在紅線以下”，表明這種光只有在電磁波譜的紅光以下才能被看到。 |
| |
|
| 至頂 | |
|
| |
|
| |
| 特點：
|
| 非接觸溫度感測器可以測量所有目標物體釋放的紅外能量，具有響應快的特點。通常被用於測量移動和間歇性目標，真空狀態下的目標，由於惡劣環境空間限制以及安全威脅無法由人接觸的目標。儘管在有些情況下使用其他設備也可以完成，但成本相對較高。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
接觸和無接觸溫度測量 |
| 接觸溫度檢測器必須和目標材料溫度相稱。例如，在一個玻璃測溫儀中的汞接受了空氣中的溫度，因此而熱脹或者冷縮。當一個接觸檢測器被置於一個不同的環境中時，它就需要一段時間去適應新的環境。這也被稱作檢測器的回應時間。在某些應用現場，檢測器要接觸被測物是不實際或者是不可能的。而紅外檢測器可以在短時間內遠距離測量溫度，因此在某些情況下它是非常實用的。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
溫度測量原理 |
| 紅外檢測器將吸收的輻射轉化為熱能，因此提高檢測器的溫度。並把溫度變化資料轉化成電子信號，放大顯示出來。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
輻射原理 |
| 所有的物體都是由不斷震動的原子構成的，高能量的原子震動頻率越高。所有微粒的震動，包括這些原子，生成電磁波譜。物體的溫度越高，它的震動就越快，因此光譜的輻射能量就越高。結果，所有物體都不停的以自身的波長頻率向外輻射，而其波長和頻率又取決於物體自身的溫度和它的光譜比輻射率。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
視覺範圍比率和到直徑距離的比率 |
| 視覺範圍是指儀器操作的角度，它是由該個體的視度所決定的。視覺範圍是儀器和目標物距離與目標物直徑的比率。目標物越小，你就應該靠它更近一些。當目標物的直徑很小時，那麼將溫度計靠目標物近一些就顯得很重要，這樣可以確保只是在測量該目標物，而不包括周圍環境。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
視度操作 |
| D : S是指視點直徑距離的比率，它包括目標物前面最大限度接受輻射的90%。對該尺度精確的解釋如下圖所示： |
|
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
| 鐳射可視 |
| 鐳射點是用來顯示測量區域的點，而不是散發出某種東西要測量。這是一個誤區。感測器被放在鐳射模組的旁邊，被直射的物體。和鐳射形成了同樣的光線路徑。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
發射率
|
| 發射率是指物體放射或吸收能量的能力。理想的發射器具有可以發射100%射入能量的發射率。一個具有0.8發射率的物體可以吸收80%的射入能量，而把其他的20%反射掉。發射率是一個物體在特定的溫度下輻射出的能量和在同樣溫度下一個理想的輻射體所放射出的能量的比率。發射率的數值一般是在0.0和1.0之間。 |
| |
|
| 紅外輻射 |
|
 |
 |
| |
|
|
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
|
發射率表 |
物 質
|
溫度
(℃/℉)
|
熱發射率 |
金 (高純)
|
227/440
|
0.02 |
鋁箔
|
27/81
|
0.04 |
鋁片
|
27/81
|
0.18 |
家庭用鋁 (扁平)
|
23/73
|
0.01 |
鋁 (98.3%純度的板塊)
|
227/440
|
0.04 |
577/1070
|
0.06 |
鋁 (粗糙的板塊)
|
26/78
|
0.06 |
鋁 (氧化 @ 599℃)
|
199/390
|
0.11 |
599/1110
|
0.19 |
頂部磨光的鋁
|
38/100
|
0.22 |
錫 (亮的鍍錫的鉄片)
|
25/77
|
0.04 |
鎳絲
|
187/368
|
0.1 |
鉛 (純度 99.9% - 未氧化)
|
127/260
|
0.06 |
| 銅 |
199/390
|
0.18 |
| |
599/1110
|
0.19 |
| 鋼 |
199/390
|
0.52 |
599/1110
|
0.57 |
鍍錫的鉄片 (亮)
|
28/82
|
0.23 |
黃銅 (高度磨光)
|
247/476
|
0.03 |
黃銅 (硬的包金箔的 - 磨光的金屬綫)
|
21/70
|
0.04 |
鍍錫的鉄 (亮)
|
-
|
0.13 |
鐵板 (完全生銹)
|
20/68
|
0.69 |
包金箔的鋼片
|
21/71
|
0.66 |
氧化鐵
|
100/212
|
0.74 |
鍛造鉄
|
21/70
|
0.94 |
熔鑄鉄
|
1299-1399/3270-2550
|
0.29 |
銅 (磨光)
|
21-117/70-242
|
0.02 |
銅 (被擦的發亮的而非反射的)
|
22/72
|
0.07 |
銅 (重的氧化板)
|
25/77
|
0.78 |
搪瓷 (鉄上裝有保險絲)
|
19/66
|
0.9 |
福米卡薄板
|
27/81
|
0.94 |
凍土
|
-
|
0.93 |
磗 (紅 - 粗糙)
|
21/70
|
0.93 |
磗 (沒有上釉 - 粗糙)
|
1000/1832
|
0.8 |
Carbon (T - carbon 0.9% ash)
|
127/260
|
0.81 |
混凝土
|
-
|
0.94 |
玻璃 (光滑)
|
22/72
|
0.94 |
花崗岩 (刨光的)
|
21/70
|
0.85 |
冰
|
0/32
|
0.97 |
大理石 (磨光的灰色的)
|
22/72
|
0.93 |
石棉板
|
23/74
|
0.96 |
石棉紙
|
38/100
|
0.93 |
371/700
|
0.95 |
瀝青 (鋪路)
|
4/39
|
0.97 |
紙 (黑色焦油)
|
-
|
0.93 |
紙 (白色)
|
-
|
0.95 |
塑料 (白色)
|
-
|
0.91 |
膠合板
|
19/66
|
0.96 |
水
|
-
|
0.95 |
木頭 (氣味清新的)
|
-
|
0.9 |
|
| |
| | 至頂
| |
|
| |
|
| |
| 黑體物
|
| 一個完全吸收輻射能的物體不會反射輻射。值得注意的是，在熱量平衡的情況下，黑體物可以以同樣的速度吸收和放射。當熱量平衡被保持的情況下，放射和吸收也是平衡的。製造商用這種黑體物通過調整目標溫度來校準產品，我們也可以通過一些特殊的要求來設計和生產這樣的黑體物校準器。 |
| |
| |
至頂 | |
|
| |
|
| |
| 光學透鏡 |
| 兩種紅外輻射的光學原理是：反射原理和折射原理。就象他們的名稱一樣，反射原理的作用是反射射入的放射線。折射原理的作用是折射並傳輸射入的放射線。我們不同類型的產品都具有兩種光學原理。 |
| |
| 透鏡-ST68x鍺系列 |
| 用來生產紅外輻射系統中的折射光學的最常見的物質是鍺和矽。鍺是一種類似銀的金屬，是一種折射指數（n-4）非常高的一種固體。可以利用最少量的鍺透鏡來設計高解析度的光學系統。另外，根據它的高折射指數，對於任何傳輸光學系統的鍺來說都必須具有輻射塗層。鍺具有低散射，所以它不太可能需要變色，除非是在被應用於ST68x系列產品中的高解析度系統中。 |
| |
|
| 塑膠菲（涅耳）透鏡—ST65x系列 |
| 大部分色紅外溫度計只是簡單的探測目標物的溫度，而沒有更高的光學性能，象長距離探測。我們已經設計了塑膠菲（涅耳）透鏡，而且在大部分應用中為用戶設計了較低的成本。 |
| |
| |
至頂 | |
| |
|
|
| |
需要注意的是普通的玻璃不能夠傳送超過2.5 μm的輻射，裝有保險絲的矽具有熱量膨脹係數的特點。使光學系統在改變環境條件中顯的特別有用。它的傳送範圍是從大約0.3 μm 到3 μm。 |
|
|
|
應用： |
| |
由於紅外測量的本質決定了紅外儀器更多的被應用於工業領域。紅外溫度計被普遍的用在鋼鐵，玻璃和塑膠工業。他們也被廣泛的應用於預防設施中。 |
| |
|
| |
|
至頂 | |
| |
鋼鐵工業 |
| |
鋼鐵工業使用溫度計是因為產品都是處於運動狀態，溫度都非常高。普通的鋼鐵工業應用是溫度是一個持續的狀態熔化的鋼鐵開始轉變成塊。用同一的溫度重新加熱鋼鐵是防止它變形的關鍵，紅外溫度計被用來測量回熱器的內部溫度。在高溫旋轉軋碾機中，紅外溫度計被用來確認產品的溫度是在旋轉限度內。在冷卻軋碾機，紅外溫度計在鋼鐵冷卻的過程中來監控鋼鐵的溫度。
|
| |
|
| |
|
至頂 | |
| |
玻璃工業 |
| |
在玻璃工業中，產品也是處於動態中，要被加熱到很高的溫度。紅外溫度計用來監測熔爐中的溫度。手提式的感測器通過測量外部來探測高溫點。測量溶化玻璃的溫度來決定適當的熔爐口的溫度。在扁平的玻璃品中，感測器在每個加工階段都要檢測溫度。錯誤的溫度或過快的溫度變化會造成不平的膨脹或收縮。對於瓶子和容器產品來說，熔化的玻璃會流向保持在同一溫度的前爐。紅外溫度計被用來探測前爐的玻璃的溫度。所以它在出口的地方應該是適當的狀態。在玻璃纖維製品，紅外感測器被用來在加工爐中探測前爐的玻璃的溫度。紅外感測器在玻璃工業中另外一個用途是用於擋風玻璃製品工藝中。 |
| |
|
| |
|
至頂 | |
| |
塑膠工業 |
| |
在塑膠工業中，紅外溫度計被用來避免產品被玷污，測量動態物體和測量高溫塑膠。在吹制的薄膜噴出的過程中，溫度測量來調整適應加熱和冷卻可以幫助保持塑膠的張力的完整和它的厚度。在拋制的薄膜噴出的過程中，感測器幫助控制溫度來保證產品的厚度和同一。在薄片壓出時，感測器可以讓操作員來調整熄滅的加熱器和冷卷來保證產品的品質。. |
| |
|
| |
|
至頂 | |
| |
預防性的維護 |
| |
用可擕式的熱量顯示系統，維護人員可以找出潛在的或已存在的問題。例如：發動機線圈繞組過熱，變壓器上的塞緊的冷卻鰭片，電容接觸不良，熱量在壓縮機的汽缸蓋集結。任何問題出現都伴隨著溫度升高，或者溫度曲線與周圍溫度截然不，這樣可以用可擕式的熱量顯示系統進行定位。大多數情況下，在要求停止工藝流程前，可以及時發現問題，並進行及時校正。 |
| |
|
| |
|
至頂 | |
| |
化學工業 |
| |
在石化行業中，煉廠在常規的預防維護程式中採用溫度顯示系統。這些程式包括熔爐工藝的監控及熱電偶示數的確認。在熔爐工藝檢測中，紅外顯示器被用來檢測受熱面管集結碳的比例。這種被稱之為焦化的集結，會導致熔爐的更高的點火率，也會使管子溫度升高。這種高溫工況會降低管子的壽命。因為這種結焦會妨礙產品均勻的吸收管子的熱量。當使用紅外測溫儀的時候我們會發現結交區域的管表面溫度往往會比其他區域的管子表面溫度高。 |
| |
|
| |
|
至頂 | |
