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比色测温仪的应用

2020/4/23 21:51:58      点击:
          比色红外测温仪(也称为双色红外测温仪)。双色测温仪根据测量两个相近波段的目标物体辐射能量,通过两个相近波段的物体辐射能量之比,计算出目标温度。
  双色测温仪比单色测温仪有突出的优点。双色测温仪具有高速、高效、耐用的特点。在极其恶劣的条件下,如空气中有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒,以及目标不充满视场的情况下,双色测温仪均能保证精确的温度测量。特别是在接收能量衰减的情况下,双色测温仪仍能保持高精度。
  双色测温仪是测量物体在两个不同光谱范围发出的辐亮度,并将这两个辐亮度之比换算成物体的温度。因此,在原理上根本不同于单色测温仪。双色测温仪的关键在于两个波段的选择。选择原则为:两个波段的信号比值对温度的变化敏感,当温度有较小变化时,而两个波段内信号的比值仍然较大,这样就会使仪器有较大的温度分辨率。双色测温仪是两个波段信号的比值计算目标的温度,而不是用绝对值。双色测温仪的基本方程为:
T=B/A+Log(e1/e2)-Log(E1/E2),公式中
T——目标的温度
e1——第一波段内目标的发射率
e2——第二波段内目标的发射率
E1——第一波段内目标的能量
E2——第二波段内目标的能量
A、B——标定常数
上述方程中的两个比值e1/e2和E1/E2,对了解双色测温仪的优越性是很重要的。
第一个比值e1/e2是两个波段内目标发射率的比值,称之为双色测温仪的坡度。发射率不随波长变化的目标称为灰体,对这类目标,发射率的比值为1,其对数值为零。这就表明不调节坡度就能精确地测量灰体的温度。有些目标,其发射率随波长变化,称之为非灰体,其发射率比值将偏离1。当测量这些非灰体时,只要能正确设置双色测温仪的坡度,就能保证精确。另有一些目标,其发射率取决于波长和温度,也称为非灰体。此时,发射率比值随温度而变化,由于双色测温仪所选的两个波长非常接近,适当设定坡度值就能得到极好的测温效果。
第二个比值E1/E2是两个探测器信号的比值,探测器信号正比于所接收到的目标的红外辐射。对于单色测温仪,如果目标未充满仪器视场,接收到的能量就会发生变化。因此,对于单色测温仪,要保证测温精度,目标必须充满仪器的视场。然而,有很多应用并不满足这个条件,致使测温误差较大。对于双色测温仪,如果目标不充满视场,达到每个探测器的能量也有变化。但是,仪器接收能量的变化对每个探测器是相同的,这表明能量的比值是相同的。因此,目标不需要充满双色测温仪的视场就能保证精确测温。
由于大气条件,如灰尘、烟雾、粒子的存在,使仪器接收的能量受到衰减时,双色测温仪仍能准确测温,因为衰减在两个波段内是相同的。
  由于双色测温仪受阻挡和能量衰减的影响比单色测温仪小,因此,在单色测温仪不能保证测温精度的许多应用中,采用双色测温仪是非常理想的。在以下几种条件下,用双色测温仪是比较好的解决方案。
1.大气中有灰尘、烟雾、蒸汽和粒子。
2.窗口和透镜不清洁。
3.仪器视场局部受阻或遮挡。
4.目标不充满视场。
5.运动或振动的物体。
以下是一些应用领域中双色测温仪的解决办法
工业/应用     现场情况
线材的加工    目标跳动、运动,目标不充满视场
钢材的加工    目标在视场内运动,有烟雾
倾倒玻璃     目标不充满视场,并在现场内运动
感应加热     目标不充满视场,并在视场内运动
金属热处理    视场局部受遮挡,目标高热或运动
窑/ 炉      目标高热,运动,有烟雾
铸造       目标运动,有烟雾