紅外測溫傳感器的介紹及原理分析
2020-06-30 16:37:06閱讀量:519
紅外測溫傳感器是一種利用紅外線來測量溫度的設備。
溫度測量技術:
介紹
隨著科學技術的發展,傳統的接觸式測溫方式以不能滿足現代一些領域的測溫需求,對非接觸、遠距離測溫技術的需求越來越大。普通溫度測量技術經過相當長時間的發展已近于成熟。目前,隨著經濟的發展日益需要的是在特殊條件(如高溫、強腐蝕、強電磁場條件下或較遠距離)下的溫度測量技術。
測量技術
非接觸式紅外測溫也叫輻射測溫,一般使用熱電型或光電探測器作為檢測元件。此溫度測量系統比較簡單,可以實現大面積的測溫,也可以是被測物體上某一點的溫度測量;可以是便攜式,也可以是固定式,并且使用方便;它的制造工藝簡單,成木較低,測溫時不接觸被測物體,具有響應時間短、不干擾被測溫場、使用壽命長、操作方便等一系列優點,但利用紅外輻射測量溫度,也必然受到物體發射率、測溫距離、煙塵和水蒸氣等外界因素的影響,其測量誤差較大。
在這種溫度測量技術中紅外溫度傳感器的選擇是非常重要的,而且不僅在點溫度測量中要使用紅外溫度傳感器,大面積溫度測量也可使用紅外溫度傳感器。采用紅外溫度傳感器這種溫度測量技術,它具有溫度分辨率高、響應速度快、不擾動被測目標溫度分布場、測量精度高和穩定性好等優點;另外紅外溫度傳感器的種類較多,發展非常快,技術比較成熟。
傳感器
紅外溫度傳感器按照測量原理可以分為兩類:光電紅外溫度傳感器和熱電紅外溫 度傳感器。本紅外測溫儀選用熱電紅外溫度傳感器。熱電紅外溫度傳感器是利用紅外輻射的熱效應,通過溫差電效應、熱釋電效應和熱敏電阻等來測量所吸收的紅外輻射,間接地測量輻射紅外光物體的溫度。 現代非接觸故障檢測技術的需求選用了型號為北京德潤豐DOS系列溫度傳感器。它的測量距離大約為1-30米,測量回應時間大約為0-999秒。可以直接輸出標準電壓、電流信號、電偶輸出及數字輸出。
原理
紅外測溫儀的測溫原理是黑體輻射定律,眾所周知,自然界中一切高于絕對零度的物體都在不停向外輻射能量,物體的向外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯系,物體的溫度越高,所發出的紅外輻射能力越強。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定,即:
下圖1-1是不同溫度下的黑體光譜輻射度圖:
從上圖中曲線可以看出黑體輻射具有幾個特征:
① 在任何溫度下,黑體的光譜輻射度都隨著波長連續變化,每條曲線只有一個極大值;
② 隨著溫度的升高,與光譜輻射度極大值對應的波長減小。這表明隨著溫度的升高,黑體輻射中的短波長輻射所占比例增加;
溫度測量技術:
介紹
隨著科學技術的發展,傳統的接觸式測溫方式以不能滿足現代一些領域的測溫需求,對非接觸、遠距離測溫技術的需求越來越大。普通溫度測量技術經過相當長時間的發展已近于成熟。目前,隨著經濟的發展日益需要的是在特殊條件(如高溫、強腐蝕、強電磁場條件下或較遠距離)下的溫度測量技術。
測量技術
非接觸式紅外測溫也叫輻射測溫,一般使用熱電型或光電探測器作為檢測元件。此溫度測量系統比較簡單,可以實現大面積的測溫,也可以是被測物體上某一點的溫度測量;可以是便攜式,也可以是固定式,并且使用方便;它的制造工藝簡單,成木較低,測溫時不接觸被測物體,具有響應時間短、不干擾被測溫場、使用壽命長、操作方便等一系列優點,但利用紅外輻射測量溫度,也必然受到物體發射率、測溫距離、煙塵和水蒸氣等外界因素的影響,其測量誤差較大。
在這種溫度測量技術中紅外溫度傳感器的選擇是非常重要的,而且不僅在點溫度測量中要使用紅外溫度傳感器,大面積溫度測量也可使用紅外溫度傳感器。采用紅外溫度傳感器這種溫度測量技術,它具有溫度分辨率高、響應速度快、不擾動被測目標溫度分布場、測量精度高和穩定性好等優點;另外紅外溫度傳感器的種類較多,發展非常快,技術比較成熟。
傳感器
紅外溫度傳感器按照測量原理可以分為兩類:光電紅外溫度傳感器和熱電紅外溫 度傳感器。本紅外測溫儀選用熱電紅外溫度傳感器。熱電紅外溫度傳感器是利用紅外輻射的熱效應,通過溫差電效應、熱釋電效應和熱敏電阻等來測量所吸收的紅外輻射,間接地測量輻射紅外光物體的溫度。 現代非接觸故障檢測技術的需求選用了型號為北京德潤豐DOS系列溫度傳感器。它的測量距離大約為1-30米,測量回應時間大約為0-999秒。可以直接輸出標準電壓、電流信號、電偶輸出及數字輸出。
原理
紅外測溫儀的測溫原理是黑體輻射定律,眾所周知,自然界中一切高于絕對零度的物體都在不停向外輻射能量,物體的向外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯系,物體的溫度越高,所發出的紅外輻射能力越強。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定,即:
下圖1-1是不同溫度下的黑體光譜輻射度圖:

圖1-1 不同溫度下的黑體光譜輻射度
從上圖中曲線可以看出黑體輻射具有幾個特征:
① 在任何溫度下,黑體的光譜輻射度都隨著波長連續變化,每條曲線只有一個極大值;
② 隨著溫度的升高,與光譜輻射度極大值對應的波長減小。這表明隨著溫度的升高,黑體輻射中的短波長輻射所占比例增加;
③ 隨著溫度的升高,黑體輻射曲線全面提高,即在任一指定波長處,與較高溫度相應的光譜輻射度也較大,反之亦然。
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