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如何正确选择红外线温度传感器,红外线温度传感器工作原理解析

时间:2020/9/23 9:12:32 点击:

如何选择红外温度传感器,我们需要根据它的一些性能指标来判定,光学分辨率、响应时间、工作波长、温度范围等,环境和工作条件也是重要的考虑因素,随便着红外技术的不断发展,用户的选择也越来越多,下面给大家详细介绍一下:

一、确定光学分辨率
光学分辨率由D与S之比确定,是传感器到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果传感器由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的传感器。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。

二、确定响应时间
响应时间表示红外温度传感器对被测温度变化的反应速度,电磁流量计定义为到达最后读数的95%能量所需要时间,它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。新型红外温度传感器响应时间可达1ms。这要比接触式测温方法,快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外温度传感器,否则达不到足够的信号响应,会降低测量精度。然而,并不是所有应用都要求快速响应的红外温度传感器。对于静止的或目标热过程存在热惯性时,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。因此,红外温度传感器响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。

三、信号处理功能:
测量离散过程(如零件生产)和连续过程不同,要求红外温度传感器有信号处理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如测温传送带上的玻璃时,就要用峰值保持,其温度的输出信号传送至控制器内。

四、环境条件考虑
温度传感器所处的环境条件对测量结果有很大影响,应加以考虑、并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护测温仪,实现准确测温。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务,以降低安装成本。调查烟雾、灰尘或其他颗粒降低测量能量信号,双色温度传感器是最佳选择。在噪声、电磁场、震动或难以接近环境条件下,或其他恶劣条件下,光纤双色温度传感器是最佳选择。

五、确定测温范围
测温范围是传感器最重要的一个性能指标,每种型号的传感器都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,测温时应尽量选用短波较好。

六、确定目标尺寸
红外温度传感器根据原理可分为单色温度传感器和双色温度传感器。对于单色温度传感器,在进行测温时,被测目标面积应充满传感器视场。电磁流量计建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入传感器的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于测温仪的视场,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。

七、确定波长范围
目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.18-1.0μm波长。其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。由于有些材料在一定波长是透明的,红外能量会穿透这些材料,对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用10μm、2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测量玻璃内部温度选用5.0μm波长;测低区区选用8-14μm波长为宜;再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长,聚醋类选用4.3μm或7.9μm波长。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长;又如测火焰中的C02用窄带4.24-4.3μm波长,测火焰中的C0用窄带4.64μm波长,测量火焰中的N02用4.47μm波长。

 红外线温度传感器工作原理
红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高,辐射出来的红外线越多,红外辐射的能量就越强。研究发现,太阳光谱的各种单设广的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的,而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内,因此人们又将红外辐射成为热辐射或者热射线。 热传感器是利用辐射热效应,使探测器件接收辐射能后引起温度升高,进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的,当器件接收辐射后,引起一非电量的物理变化,也可通过适当变化变为电量后进行测量。

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作者:不详 来源:网络
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