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紅外線測(cè)溫儀的理論原理和應(yīng)用
摘要：測(cè)量溫度的方法有很多種，溫度計(jì)大致可以分為接觸式測(cè)溫儀表和非接觸式測(cè)溫儀表兩類。其中接觸式的有我們熟悉的液體式溫度計(jì)，熱電偶式溫度計(jì)和熱電阻式溫度計(jì)等等。  
眾所周知，溫度是供熱，供燃?xì)�，通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)中*重要的參數(shù)之一。尤其在熱工測(cè)量過(guò)程中，溫度的精準(zhǔn)程度往往是決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。因此，一個(gè)精確度高的測(cè)溫儀器在工程中是必不可少的。因此本文就溫度測(cè)量工具中的紅外線測(cè)溫儀的原理及應(yīng)用進(jìn)行一些介紹。
確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）：距離系數(shù)由D：S之比確定，即測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測(cè)目標(biāo)直徑之比。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值，測(cè)溫儀的成本也越高。如果測(cè)溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測(cè)溫儀。對(duì)于固定焦距的測(cè)溫儀，在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑*小位置，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會(huì)增大。存在兩個(gè)距離系數(shù)。
4，確定波長(zhǎng)范圍：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測(cè)溫儀的光譜相應(yīng)波長(zhǎng)對(duì)于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測(cè)量金屬材料的*佳波長(zhǎng)是近紅外，可選用0.8～1.0μm。其他溫區(qū)可選用1.6μm,2.2μm和3.9μm。由于有些材料在一定波長(zhǎng)上是透明的，紅外能量會(huì)穿透這些材料，對(duì)這種材料應(yīng)選擇特殊的波長(zhǎng)。
5，確定響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間表示紅外測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測(cè)器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低測(cè)量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外測(cè)溫儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過(guò)程存在熱慣性時(shí)，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。
6，信號(hào)處理功能：鑒于離散過(guò)程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過(guò)程不同，所以要求紅外測(cè)溫儀具有多信號(hào)處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）可供選用，如測(cè)溫傳送帶上的瓶子時(shí)，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號(hào)傳送至控制器內(nèi)。否則測(cè)溫儀讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，設(shè)置測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)于瓶子之間的時(shí)間間隔，這樣至少有一個(gè)瓶子總是處于測(cè)量之中。
7，環(huán)境條件考慮：測(cè)溫儀所處的環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決，否則會(huì)影響測(cè)溫精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測(cè)溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)溫。在確定附件時(shí)，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。
8，紅外輻射測(cè)溫儀的標(biāo)定：紅外測(cè)溫儀必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測(cè)目標(biāo)的溫度。如果所用的測(cè)溫儀在使用中出現(xiàn)測(cè)溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。
四，影響紅外測(cè)溫儀的主要因素
1、測(cè)溫目標(biāo)大小與測(cè)溫距離的關(guān)系：在不同距離處，可測(cè)的目標(biāo)的有效直徑D是不同的，因而在測(cè)量小目標(biāo)時(shí)要注意目標(biāo)距離。紅外測(cè)溫儀距離系數(shù)K的定義為：被測(cè)目標(biāo)的距離L與被測(cè)目標(biāo)的直徑D之比，即K=L/D
2、選擇被測(cè)物質(zhì)發(fā)射率：紅外測(cè)溫儀一般都是按黑體（發(fā)射率ε=1.00）分度的，而實(shí)際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于1.00。因此，在需要測(cè)量目標(biāo)的真實(shí)溫度時(shí)，須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從《輻射測(cè)溫中有關(guān)物體發(fā)射率的數(shù)據(jù)》中查得。
3、強(qiáng)光背景里目標(biāo)的測(cè)量：若被測(cè)目標(biāo)有較亮背景光（特別是受太陽(yáng)光或強(qiáng)燈直射），則測(cè)量的準(zhǔn)確性將受到影響，因此可用物遮擋直射目標(biāo)的強(qiáng)光以消除背景光干擾。
五，紅外測(cè)溫儀的特點(diǎn)
1.非接觸測(cè)量：它不需要接觸到被測(cè)溫度場(chǎng)的內(nèi)部或表面，因此，不會(huì)干擾被測(cè)溫度場(chǎng)的狀態(tài)，測(cè)溫儀本身也不受溫度場(chǎng)的損傷。
2.測(cè)量范圍廣：因其是非接觸測(cè)溫，所以測(cè)溫儀并不處在較高或較低的溫度場(chǎng)中，而是工作在正常的溫度或測(cè)溫儀允許的條件下。一般情況下可測(cè)量負(fù)幾十度到三千多度。
3.測(cè)溫速度快：即響應(yīng)時(shí)問(wèn)快。只要接收到目標(biāo)的紅
外輻射即可在短時(shí)間內(nèi)定溫。
4.準(zhǔn)確度高：紅外測(cè)溫不會(huì)與接觸式測(cè)溫一樣破壞物體本身溫度分布，因此測(cè)量精度高。
5.靈敏度高：只要物體溫度有微小變化，輻射能量就有較大改變，易于測(cè)出�？蛇M(jìn)行微小溫度場(chǎng)的溫度測(cè)量和
6.溫度分布測(cè)量，以及運(yùn)動(dòng)物體或轉(zhuǎn)動(dòng)物體的溫度測(cè)量。使用安全及使用壽命長(zhǎng)。
六，紅外線測(cè)溫儀的缺點(diǎn)
1.易受環(huán)境因素影響（環(huán)境溫度，空氣中的灰塵等）
2.對(duì)于光亮或者拋光的金屬表面的測(cè)溫讀數(shù)影響較大
3.只限于測(cè)量物體外部溫度，不方便測(cè)量物體內(nèi)部和存在障礙物時(shí)的溫度
七，紅外測(cè)溫儀的使用注意事項(xiàng)
（1）必須準(zhǔn)確確定被測(cè)物體的發(fā)射率;
（2）避免周圍環(huán)境高溫物體的影響;
(3）對(duì)于透明材料，環(huán)境溫度應(yīng)低于被測(cè)物體溫度;
(4）測(cè)溫儀要垂直對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體表面，在任何情況下，角度都不能超過(guò)30℃ 
(5）不能應(yīng)用于光亮的或拋光的金屬表面的測(cè)溫，不能透過(guò)玻璃進(jìn)行測(cè)溫;
(6）正確選擇跟離系數(shù)，目標(biāo)直徑必須充滿視場(chǎng);
(7）如果紅外測(cè)溫儀突然處于環(huán)境溫度差為20℃或更高的情況下，測(cè)量數(shù)據(jù)將不準(zhǔn)確，溫度平衡后再取其測(cè)量的溫度值。  掃描方式：標(biāo)配3.5MHz機(jī)械扇掃探頭
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    掃描深度：≥170mm．多級(jí)可調(diào)
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    圖像存儲(chǔ)：1024副圖像久存儲(chǔ)支持192幀大容量電影回放功能
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    測(cè) 量 ：距離、周長(zhǎng)、面積、體積、心率、孕齡
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    內(nèi)置參數(shù)：內(nèi)置豬、羊、狗、貓動(dòng)物參數(shù)體位翻轉(zhuǎn)等
    接 口 ：鼠標(biāo)器、USB2.O支持U盤即插既存功能
    主機(jī)尺寸：220mm×134mm×33mm
    重量：670g（帶電池）
    電池：1800mAh鋰電池，可連續(xù)工作2-3h
    電源：交流220V±22V，頻率50HZ ±1HZ
    功率：≤220VA
本款B超機(jī)適用于馬、牛、羊、豬、貓、狗等動(dòng)物診斷。養(yǎng)殖場(chǎng)、屠宰場(chǎng)、檢疫部門、寵物醫(yī)院、畜禽運(yùn)輸部門等。
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