葡萄牙vs波兰2016

ri期:2021-07-26 23:22
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摘yao:dui几乎所有的工业生产阶duan而言,zunxun给定的温度值都是que保其加工yu产品质量的重yaoyinsu。非接chu红外测温仪是常yong于测温的装置。yin此,ta同样也蕇hi糜诮餾hu的测温。yao实现dui加工温度的适当监测yu控zhi,生产者必xu进行合理引导,同时xiao费者也应ju备有关测温计数的基础zhi识。下wen将dui重yao参数(诸如fu射lv、反射和就此引起的测羕an砦螅┙?衧huo明。此外,还将介shao金shu测蝜v彼?躣ao的影响,以及如he实现可靠、可重复的测温。

dui几乎所有的工业生产阶duan而言,zunxun给定的温度值都是que保其加工yu产品质量的重yaoyinsu。非接chu红外测温仪是常yong于测温的装置。yin此,ta同样也蕇hi糜诮餾hu的测温。yao实现dui加工温度的适当监测yu控zhi,生产者必xu进行合理引导,同时xiao费者也应ju备有关测温计数的基础zhi识。下wen将dui重yao参数(诸如fu射lv、反射和就此引起的测羕an砦螅┙?衧huo明。此外,还将介shao金shu测蝜v彼?躣ao的影响,以及如he实现可靠、可重复的测温。

 

在测量领域,“温秖u笔莏in次于“时间”的*常yong的物理参数。红外测温装置tong过xi收被测物体发出的红外fu射来测定其温秖u??扌杞觕hugai物体。那么,非接chu测蝜v侨鏷e实现的ne?金shu表面测温存在哪xie挑战ne?

红外fu射阵列


凡是温度高于优良零度(0 K-273.15°C)的物体,均会zi表面xiang外发出电磁fu射,且gaifu射yu物体的gu有温度成比例。红外fu射阵列jin包含整个电磁fu射阵列中有xian的一部分,从0.78 μm左右的可见光穌uan?穑琩ao1000 μm左右的波chang为之。0.7 μm14 μm是实现红外测温的重yao波chang穌uanА5辈╟hangchao出gai穌uanШ螅?焱饽芰抗?停?灾劣谔讲馄鞯牧槊舳炔蛔阋约觳鈊aota们,如下图所示。


当gaifu射贯穿大气后,借zhu专yong镜头便能将其聚集在探测器上。随后,探测器会生成yugaifu射成比例的电xin号。gaixin号得dao放大,bingtong过接受lian续的数字xin号处理而转化为yu物体温度成比例的输出xin号。如此一来,在显示器上便会显示出温度的测量值,或输出为xin号形式。

在将测定结果chuan送至控zhixi统时,采yong的是线性0/4-20 mA0-10 V和热电偶xin号的标准化输出形式。此外,目前所使yong的大多数红外测温仪都ti供数字接口(USBRS232RS485),来实现进一步的数字xin号处理,以及dui装置参数的访问。



采yong红外fu射实现温度计算
作为fu射chuan感器的探测器识别出各红外测温仪上*重yao的元件。然后,在当前出现且完quan可判du的电磁fu射謝iao??梢桓鰔in号。探测器xin号Uyu物体温度TObject的关xi如下所示:


yin物体发出的fu射(处于整个fu射阵列謝iao┒???奶讲馄鱴in号yu物体优良温度的si次方成正眖uR簿褪莝huo:若被测物体的温度呈双倍升高,则探测器xin号将呈现16倍的增大。

由于还yaokao虑dao物体的fu射lvε、物体表面反射的周bianfu射温度TAmbient、以及红外测温仪的zi身fu射温度TPyro,故而公式发生gai变:

此外,红外测温仪bing非应yong于整个fu射阵列謝iaoV甘齫u决于波chang。N代表从1μm 14 μm的波chang,穌uan??/span>17…2;dui短波(1.0 to 2.3 μm)金shu测温装置而言,gai穌uan??/span>15…17

物体温度值yin*后一列公式的变化而增大。这xie计算结果以曲线阵列的形式保存在红外测温仪的电可擦只du存chu器(EEPROM)謝iao瑈ong于所出现的所有温度:


yin此,红外测温仪接收dao了足够的测温xin号。从公式中可以kan出,chu了波chang穌uanВ╢u射阵義iao┲?猓??瓷涞闹躡ianfu射及fu射lv也会影响dao测温的**性。这xie参数的重yao作yong将在后wen中予以shuo明。

黑体的重yao参kao作yong


zao在1900年,普朗克、斯蒂fen、玻尔兹曼、维恩和基尔霍夫就已详细地阐shu羢huo绱挪ㄆ祝琤ing为shuo明红外能量而zhi定了定性yu定量相干性。黑体构成了理解非接chu测温ji术之物理原理、以及xiao正红外测温仪的基础。

襤uan矫妫?谔迨悄芄粁i收所存在的一qiefu射的物体。在黑体上,既没有反射(ρ = 0),也没有透射(τ = 0)。另襤uan矫妫?谔逵謝iang外发出每个波chang所可能发出的*大能量(qu决于其zi身温度)。黑体的构造十分jian单:一个dai热量的中空物体,一侧末端有一个xiao孔。当黑体被加热至某个特定温度后,ta的中空部分会形成平衡温秖uⅫ/span>

普朗縮huo膄u射定律shuo明了非接chu测温的基本相干性:ta指出,黑体xiang半场中的ju体光谱fu射Mλsqu决于ta的温度T和波changλc:光速;h:普朗克常数):


黑体以选定温度下的波chang谱发出ju体fu射的过cheng

图中显示了黑体以其波chang发出光谱fu射Mλs时,以dui数形式呈现的温度示例。

其中可形成多种相干性,而下wenjin指定了两种进行shuo明。tong过整合所有波chang下的光谱fu射密度(从0dao无xian大),可以得dao黑体作为一个整体而发出的fu射值。这种相干性被chen作斯蒂fen-玻尔兹曼定律。非接chu测温的实际意义已在有关温度计算的duan落中予以shuo明。

从上shu图形轮廓謝iao?颐强梢悦飨缘贸?*种相干性,即出现*大fu射值的波chang会随着温度的上升而移xiang短波区。这种现象成为维恩位移定律的基础,同时也能在普朗縮huo仁降谋湫沃械贸觥Ⅻ/span>

yin此,高fu射就是为shi么能够在高温下以短波chang测定金shu表面温度的原yin(danbing非*zhuyao的原yin)。chang波穌uanб舶??烁咔慷quS捎诮餾hu是选择性的fu射源,其fu射lv、反射和yin此dui测量误差造成的影响都是不容xiaoqu的。

作为选择性fu射源的金shu表面


在现实謝iao?芄宦?愫谔逭庖焕硐胩跫?奈锾錬ing不多。实际上,fu射表面tong常yong于chuan感器的xiao正;其謝iao?鈞iechuan感器在所需波chang穌uan?a的fu射lv*大为0.99。物体温度可tong过duifu射lvεEpsilon)的fu射测羕ao右匀fanǎ籫aifu射lvshuo明羢ong锾迨导蔲u射值yu黑体fu射值在同一温度下的关xi。yin此,fu射lv的qu值在0dao1之间:损失的fu射部分tong过fu射lv的显示得dao补偿。

许多待测表面在多种波chang下均ju有恒定的fu射lv,danyu黑体相比,其所发出的fu射较少。ta们被chen作灰体。一xie非金shugu体可在chang波光谱穌uanе邢允境鱿郿ui恒定的高fu射lv,而无论其表面状况如he。

若物体(诸如金shu表面)的fu射lvqu决于温度和波chang(yu其ta物体相比),则此类物体被chen作选择性fu射源。就为hejin能在短波穌uan?a进行金shu测温,存在许多重yao原yin。首xian,在高温下处于短波穌uanВ?/span>2.3 μm1.6 μm1.0 μm)na的金shu表面同时呈现出*高的fu射yufu射lv。其次,ta们diao整至金shu氧化物的fu射lv,这样就能*大cheng度的减xiaoyingai变fu射lv(回火色)而造成的温差。

之所以决定使yong短波红外测温仪,另外一个重yao原yin就是金shu(yu其ta材料相比)可以ju备许多weizhi的fu射lv。短波装置能够ji大地减少yinfu射lv的错误diao整而造成的测量误差。



不kao虑反射的可重复测量


表面fu射lv越低,红外测温仪所接收dao的于huan境中反射的fu射lv就越高。由于大多数物体(诸如金shu)在红外线区域nabing不存在透射,yin此蕇hi孟铝泄?剑裹/span>
ε + p = 1
本式謝iao?/span>ε代表fu射lv,ρ代表反射。从装置上判du的、转化为温度值的红外fu射不jin受dao金shu表面fu射lv(以及补偿性的fu射部分)的影响,同时还明显受dao周bianhuan境(TAmbient)中的热物体(例如高温瞜ao?蚻u子)的影响。

dui参数TAmbient必xu慎重kao虑;待测金shu表面的温度值越低,于周bianhuan境中反射的fu射温度值就越高。实际上,反射量tong常是定xiang的,yin此易于萬anāⅫ/span>

反射量可被理解成一种尺寸,能够为可重复测量的结果ti供保障。

红外测温仪的实約hi?ong:感应式淬火yu诱导过cheng


在感应式淬火中的热处理就是金shu表面测温的一个实例。过cheng开始时,将一个瞜ao?胖迷谇拷槐浯懦≈xiao?婧骴ui其加萹u⒍辰幔?孕纬伤?杞峁埂F诩洌?梢詔ong过控zhi频lv来diao节渗蚲ang敛牧暇植康娜攘浚辉趃ai瞜ao?希?挥芯植康胐ao了处理。yao使金shu材料形成所需结构,必xu设置理想的温度时间过cheng。yin此,有必yaodui温度进行持续监测。

红外测温仪的重yao参数为:

  • chuan感器探头可从电子he上拆下;yin此测温结果不会受dao电磁场的干rao
  • 金shu表面测温专yong波chang(1.0 μm / 1.6 μm / 2.3 μm
  • 周围温度补偿(TAmbient),例如借zhu参kao温度
  • 50°C1800°C穌uan?a,dui金shu进行可靠测温
  • 以保持在1 ms以na的测温来实现kuai速温控
  • 采yong高光学分辨lv(*xiao测量尺寸:0.7 mm)实现duixiao体积瞜ao?牟馕拢?约安蓎ong双激光瞄准器来标记测定区域大xiao












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