发表于:2004-06-29 18:32:00
8楼
红外测温仪表简介:
红外测温仪表具有无接触、温区宽、响应速度快等特点,近年来随着器件和电路技术的发展有了较多的应用。本文对红外测温仪表的原理、特点、组成、功能及配置介绍如下:
一、原理及特点:物体在绝对零度(0°K)以上,都有相应于温度的能量辐射,其辐射强度随温度升高而加大,辐射峰波长向短波方向偏移。从绝对黑体表面辐射的全部能量与其表面温度T的四次方成正比,检测出辐射能量即可求出温度。当温度在几百至几千度时,辐射光谱主要在红外波段。因此,检测特定红外波段的辐射能量,可得到物体的温度。利用这一原理制成的仪表即是辐射红外测温仪表。
随着器件技术和电路特别是计算机技术的发展,近年来红外技术应用越来越广。使用红外测温的主要特点是:
1.非接触式测量,可远离目标几十米,特别适应移动、旋转物体、带电物体及其它无法直接接触、不便引线的物体温度检测;
2.响应速度快,响应时间可达0.01秒;
3.测温范围宽,最高可达2800℃;
4.测量时不影响被测物的温度,不破坏温度场的分布;
5.可提供多种显示、输出及控制功能、多种结构以适应不同要求;
6.技术复杂系数大,环境有一定影响。
由于红外测温的以上特点,使其在冶金、机械、建材及其它需要测量温度的行业及场合特别适用。
二、仪表组成:
红外测温仪表和其它仪表一样,通常由传感器──变换处理电路崐──显示控制等部分组成。为了增加仪表灵敏度,红外仪表还加有光学部分以加大信号幅度。如果用一个传感器检测一条线或一个面,还配有小车、云台及位置检测装置,成为典型的光机电一体化仪表。近年来,也采用计算机技术增强其检测、处理、控制功能,同时提高可靠性,体积更小,更具灵活性。
1、传感器(探头) 传感器完成将光辐射转换为电信号的功能,它是由于红外线照射导致元件温度变化,以电压或电流形式取出其电荷量变化的敏感器件。作为传感器,一般希望对红外线输入产生的信号灵敏度高、速度快,重复性(稳定性)要好,参数一致性好,输出信号与后级电路便于联接。目前部分传感器已在内部装有FET,输出阻抗可小于1KΩ。
光学部分通常加在传感器前面。检测线、面的系统要有相应的位置传感器及机械部分配合工作。
2、变换处理电路 该单元将传感器输出的微弱电信号进行放大、线性化、补偿、辐射率调节、峰值保持等处理后,转换成标准信号(0~5V、1~5V、0~10mA、4~20mA、RS232/485串行数据)输出。本部分电路是否先进可靠,很大程度决定仪表性能。目前,变换处理电路可分为两类:一是采用多段折线拟合方式,折线越多越逼近实际输出;一是采用计算机技术计算或查表变换,其精度可以很高,可逼近几度甚至一度。
3、显示及控制 通过二次仪表重现被测物体的温度值,可采用指针式、数字式表头和液晶屏、CRT显示器等来实现。线扫描检测的仪表中还要显示被测目标位置或给出温度曲线,展开面检测的仪表最好形成图象显示。
需要报警、控制的系统还配有相应电路,并加入适当算法,实现需要的功能,如二位式、脉冲输出、多路分选等。可根据不同检测方式形成不同的配置方案。