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紅外課堂

來源：上海樹信儀器儀表有限公司 2016年09月07日 10:52

紅外課堂

了解紅外技術(shù)和非接觸式溫度測量原理、發(fā)射率和紅外傳感器的*應(yīng)用

了解非接觸式溫度測量的原理和受益點(diǎn) - 為什么使用紅外傳感器以及紅外溫度測量如何工作？了解使用非接觸式測溫儀的受益點(diǎn)和下載PDF格式的紅外原理小冊子。

如何獲得準(zhǔn)確的非接觸式溫度測量結(jié)果 - 大概了解幫助您確保正確的紅外溫度測量結(jié)果的5個主要因素。

什么是發(fā)射率？ - 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量和物體溫度的指示。了解物體如何輻射能量以及zui常見材料的發(fā)射率值。

FAQ - 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量和物體溫度的指示。了解物體如何輻射能量以及zui常見材料的發(fā)射率值。

紅外術(shù)語 - 不確定某些紅外術(shù)語的確切含義—請查看我們的在線詞匯表。

使用紅外測溫儀的優(yōu)勢

紅外技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用至工業(yè)和研究設(shè)置領(lǐng)域，隨著成本降低和可靠性提高的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可提供更小測量單位的傳感器。所有這些因素都促使紅外技術(shù)受到新應(yīng)用和用戶的廣泛關(guān)注。

非接觸式溫度測量具有哪些優(yōu)勢？

節(jié)省時間 -- 典型的紅外溫度測量耗時小于500 mS。
測量移動目標(biāo)。
測量危險或無法接觸的物體（高壓部件、較大的測量距離）。
測量高溫（高于1300°C）
無能量干擾或能量損耗。
沒有對目標(biāo)造成污染和機(jī)械影響的風(fēng)險。

正確的紅外溫度測量的主要因素

為了確保正確的非接觸式紅外溫度測量，請注意以下幾點(diǎn)：

至目標(biāo)（光點(diǎn)）的距離比
視場
環(huán)境條件
環(huán)境溫度
發(fā)射率

至目標(biāo)（光點(diǎn)）距離比
紅外傳感器的光學(xué)系統(tǒng)收集圓形測量點(diǎn)的能量并將其匯聚于探測器。光學(xué)分辨率由設(shè)備至物體的距離與被測光點(diǎn)的大小的比值(D:S比)決定。比值越大，設(shè)備的分辨率越好，可以從更遠(yuǎn)的距離測量更小的光點(diǎn)。紅外光學(xué)的創(chuàng)新是增加了近焦特性，提供小目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確測量，不含不希望的背景溫度。

視場
確保目標(biāo)大于設(shè)備正在測量的光點(diǎn)尺寸。目標(biāo)越小，您應(yīng)該離得越近。當(dāng)準(zhǔn)確性尤為重要時，確保目標(biāo)至少是光點(diǎn)尺寸的兩倍。

環(huán)境條件
留意工作區(qū)域的環(huán)境條件。蒸汽、灰塵、煙霧等會阻擋設(shè)備的鏡頭，從而妨礙測量。安裝開始之前，還應(yīng)該考慮噪聲、電磁場或震動等其它條件。保護(hù)外殼、空氣凈化，以及空氣或水冷可保護(hù)傳感器，確保準(zhǔn)確測量。因此，某些Raytek產(chǎn)品，如Thermalert和Marathon系列傳感器，含空氣凈化功能。

環(huán)境溫度(周圍溫度)
如果測溫儀被暴露于溫差大于20℃的突發(fā)環(huán)境下，請保持至少20分鐘讓其適應(yīng)新的環(huán)境溫度。Raytek固定式傳感器針對特殊環(huán)境溫度范圍進(jìn)行了性能優(yōu)化設(shè)計。例如，Raytek MIH 可承受高達(dá)180°C (356°F)的環(huán)境溫度（無水冷或空氣制冷）。對于高環(huán)境溫度，Raytek提供空氣制冷和水冷選件以及附件，例如耐高溫保護(hù)套。

發(fā)射率
發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量。輻射的能量指示物體的溫度。發(fā)射率的取值范圍為0（光潔的鏡面）至1.0（黑體）。了解發(fā)射率和各種材料的發(fā)射率值。

zui常見材料的發(fā)射率

發(fā)射率是指物體輻射紅外能量的能力。輻射的能量指示物體的溫度。發(fā)射率的取值范圍為0（光潔的鏡面）至1.0（黑體）。大多數(shù)有機(jī)體、涂料或氧化表面的發(fā)射率值接近0.95.絕大多數(shù)Raytek傳感器都具有可調(diào)節(jié)的發(fā)射率特性，可確保測量其它材料（如閃亮的金屬）時的準(zhǔn)確度。

如果您正在使用的測溫儀的固定預(yù)設(shè)發(fā)射率為0.95，需要測量閃光物體時，您可以通過用噴油、黑色平光粉末或遮蔽膠帶來覆蓋被測物體的表面。測量被覆蓋或噴油涂層的表面的溫度。這才是真實(shí)溫度。

請注意，下列表格僅用于發(fā)射率隨溫度和表面光滑程度而變化時的向?qū)А?/p>

金屬的發(fā)射率表

以下值為近似值，根據(jù)材料的實(shí)際表面和條件不同可能會有所變化。

材料	發(fā)射率
	1.0µm	1.6µm	8-14µm
鋁
未氧化	0.1-0.2	0.02-0.2	n.r.
氧化	0.4	0.4	0.2-0.4
鋁合金A3003
氧化	n.r.	0.4	0.3
毛面	0.2-0.8	0.2-0.6	0.1-0.3
光面	0.1-0.2	0.02-0.1	n.r.
黃銅
光面	0.8-0.95	0.01-0.05	n.r.
砑光面	n.r.	n.r.	0.3
氧化	0.6	0.6	0.5
鉻	0.4	0.4	n.r.
銅
光面	n.r.	0.03	n.r.
毛面	n.r.	0.05-0.2	n.r.
氧化	0.2-0.8	0.2-0.9	0.4-0.8
電氣接線端子	n.r.	n.r.	0.6
金	0.3	0.01-0.1	n.r.
Haynes
合金	0.5-0.9	0.6-0.9	0.3-0.8
鉻鎳鐵合金
氧化	0.4-0.9	0.6-0.9	0.7-.95
噴砂	0.3-0.4	0.3-0.6	0.3-0.6
電拋光面	0.2-0.5	0.25	0.15
鐵
氧化	0.4-0.8	0.5-0.9	0.5-0.9
未氧化	0.35	0.1-0.3	n.r.
鐵銹	n.r.	0.6-0.9	0.5-0.7
熔融	0.35	0.4-0.6	n.r.
鐵，鑄鐵
氧化	0.7-0.9	0.7-0.9	0.6-0.95
未氧化	0.35	0.3	0.2
熔融	.035	0.3-0.4	0.2-0.3
鐵，鍛造
鈍鐵	0.9	0.9	0.9
鉛
光面	0.35	0.05-0.2	n.r.
毛面	0.65	0.6	0.4
氧化	n.r.	0.3-0.7	0.2-0.6
鎂	0.3-0.8	0.05-0.3	n.r.
汞	n.r.	0.05-0.15	n.r.
鉬
氧化	0.5-0.9	0.4-0.9	0.2-0.6
未氧化	0.25-0.35	0.1-0.35
鎳
氧化	0.8-0.9	0.4-0.7	0.2-0.5
電解	0.2-0.04	0.1-0.3	n.r.
鉑
黑	n.r.	0.95	0.9
銀	n.r.	0.02	.n.r
鋼
冷軋	0.8-0.9	0.8-0.9	0.7-0.9
地墊	n.r.	n.r.	0.4-0.6
光澤鋼片	0.35	0.25	0.1
熔融	0.35	0.25-0.4	n.r.
氧化	0.8-0.9	0.8-0.9	0.7-0.9
不銹鋼	0.35	0.2-0.9	0.1-0.8
錫(未氧化)	0.25	0.1-0.3	n.r.
鈦
光面	0.5-0.75	0.3-0.5	n.r.
氧化	n.r.	0.6-0.8	0.5-0.6
鎢	n.r.	0.1-0.6	n.r.
光面	0.35-0.4	0.1-0.3	n.r.
鋅
氧化	0.6	0.15	0.1
光面	0.5	0.05	n.r.

n.r.=不推薦

為了優(yōu)化表面溫度測量準(zhǔn)確度：

確定物體的發(fā)射率以及
用于測量的設(shè)備的光譜范圍。
將被測對象與周圍的熱源屏蔽開，避免反射。
對于溫度較高的物體，盡可能使用較短波長的設(shè)備。
對于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，確保
背景均勻且溫度低于被測對象。
當(dāng)發(fā)射率低于0.9時，使設(shè)備垂直于物體表面。
在任何情況下，入射角都不得超過30°。
對于1M和2M型號，避免在高環(huán)境光照條件下進(jìn)行測量。

非金屬的發(fā)射率表

以下值為近似值，根據(jù)材料的實(shí)際表面和條件不同可能會有所變化。

材料	發(fā)射率
	1.0 µm	5.0 µm	7.9 µm	8-14 µm
石棉	0.9	0.9	0.95	0.95
瀝青	n.r.	0.9	0.95	0.95
黑陶瓷	n.r.	0.7	0.7	0.7
碳
未氧化	0.8-0.95	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
石墨	0.8-0.9	0.7-0.9	0.7-0.8	0.7-0.8
碳化硅	n.r.	0.9	0.9	0.9
陶瓷	0.4	0.85-0.95	0.95	0.95
黏土	n.r.	0.85-0.95	0.95	0.95
混凝土	0.65	0.9	0.95	0.95
布料	n.r.	0.95	0.95	0.95
玻璃
平板	n.r.	0.98	0.85	0.85
玻璃坯	n.r.	0.9	n.r.	n.r.
沙礫	n.r.	0.95	0.95	0.95
石膏	n.r.	0.4-0.97	0.8-0.95	0.8-0.95
冰	n.r.		0.98	0.98
石灰?guī)r	n.r.	0.4-0.98	0.98	0.98
涂料(非鋁)		0.9-0.95	0.9-0.95
紙張(任何顏色)	n.r.	0.95	0.95	0.95
塑料
不透明	n.r.	0.95	0.95	0.95
大于20密耳	n.r.
橡膠	n.r.	0.9	0.95	0.95
沙子	n.r.	0.9	0.9	0.9
雪	n.r.		0.9	0.9
泥土	n.r.		0.9-0.98	0.9-0.98
水	n.r.		0.93	0.93
木頭，（天然）	n.r.	0.9-0.95	0.9-0.95	0.9-0.95

n.r.n.r.=不推薦

為了優(yōu)化表面溫度測量準(zhǔn)確度：

確定物體的發(fā)射率以及用于測量的設(shè)備的光譜范圍。
將被測對象與周圍的熱源屏蔽開，避免反射。
對于溫度較高的物體，盡可能使用較短波長的設(shè)備。
對于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，確保
背景均勻且溫度低于被測對象。
當(dāng)發(fā)射率低于0.9時，使設(shè)備垂直于物體表面。
在任何情況下，入射角都不得超過30°。
對于1M和2M型號，避免在高環(huán)境光照條件下進(jìn)行測量。
如果您擁有Raytek MT、ST或MX，請使用微米柱，

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