使用紅外熱像儀進行溫度測量是一項非接觸式的技術,具有廣泛的應用前景。在選擇紅外熱像儀時,用戶需要考慮測溫范圍、目標尺寸、光學分辨率、波長范圍和響應時間等因素,以確保準確測量和適應不同的應用需求。紅外熱像儀的性能指標是影響測量精度和可靠性的關鍵因素,選擇合適的參數可以提高測溫的準確性和可靠性。只有在充分了解和考慮這些因素的基礎上,紅外熱像儀才能發揮其最佳性能,為用戶提供準確、可靠的溫度測量結果。
1. 確定測溫范圍
紅外熱像儀是一種用于非接觸式溫度測量的儀器,其測溫范圍是其最重要的性能指標之一。每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍。因此,在選擇紅外熱像儀時,用戶必須準確、周全地考慮自己的被測溫度范圍。測溫范圍既不能過窄,也不能過寬。根據黑體輻射定律,溫度引起的輻射能量變化在光譜的短波段中將超過發射率誤差引起的輻射能量變化。因此,用戶只需購買適用于自己測量溫度范圍的紅外熱像儀。
2. 確定目標尺寸
紅外熱像儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。在使用紅外熱像儀進行測溫時,被測目標的尺寸對于測量結果的準確性起著重要作用。對于單色測溫儀而言,被測目標的面積應充滿熱像儀的視場,建議被測目標尺寸超過視場大小的50%。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入熱像儀的視場,干擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大于熱像儀的視場,熱像儀就不會受到測量區域外的背景影響,可以更準確地測量目標的溫度。
3. 確定光學分辨率(距離系靈敏)
光學分辨率是指熱像儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。光學分辨率越高,即增大D:S比值,熱像儀的成本也越高。當測溫儀由于環境條件限制必須安裝在遠離目標之處,而又要測量小的目標時,就應選擇具有高光學分辨率的熱像儀。高光學分辨率的熱像儀可以更準確地測量遠距離的小目標溫度。
4. 確定波長范圍
紅外熱像儀的波長范圍是由目標材料的發射率和表面特性決定的。不同的目標材料對紅外輻射的吸收和反射有不同的特性。對于高反射率合金材料,其發射率較低或存在變化。在高溫區,測量金屬材料的最佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長上是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。例如,測量玻璃內部溫度可選用1.0μm、2.2μm和3.9μm波長(被測玻璃要很厚,否則會透過);測量低溫區可選用8-14μm波長;測量聚乙烯塑料薄膜可選用3.43μm波長,聚酯類可選用4.3μm或7.9μm波長。對于超過0.4mm厚度的材料,可選用8-14μm波長。根據不同的被測材料和測量需求,選擇適合的波長范圍可以提高測溫的準確性。
5. 確定響應時間
響應時間是指紅外熱像儀對被測溫度變化的反應速度。它與光電探測器、信號處理電路和顯示系統的時間常數有關。現代紅外熱像儀的響應速度都很快,比接觸式測溫方法快得多。如果目標的運動速度很快或需要測量快速加熱的目標,就需要選擇具有快速響應的紅外熱像儀,以確保足夠的信號響應并提高測量精度。然而,并不是所有應用都需要快速響應的紅外熱像儀。對于靜止的目標或存在熱慣性的目標,紅外熱像儀的響應時間要求可以放寬。因此,在選擇紅外熱像儀時,需要考慮被測目標的運動情況和熱慣性,并做出相應的調整。
綜上所述,使用紅外熱像儀時需要注意以上事項,以確保準確測量和適應不同的應用需求。只有在選擇合適的測溫范圍、目標尺寸、光學分辨率、波長范圍和響應時間的前提下,紅外熱像儀才能發揮其最佳性能,并為用戶提供準確、可靠的溫度測量結果。