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IMPAC比色高溫計(jì)(雙色紅外測(cè)溫儀)工作原理

來(lái)源:上海明策電子科技有限公司   2025年04月28日 14:14  

在許多應(yīng)用情況下,標(biāo)準(zhǔn)的單色測(cè)溫儀無(wú)法讀取正確的溫度,這些情況包括:

  1. 目標(biāo)尺寸小(尺寸太小,無(wú)法填滿(mǎn)整個(gè)視野)。

  2. 灰塵、煙霧或蒸汽遮擋了視線(xiàn)。

  3. 視窗變得臟污并且難以保持清潔。

  4. 產(chǎn)品的輻射率發(fā)生變化(合金或表面狀況發(fā)生變化)。

雙色或比色高溫計(jì)(Endurance系列)即使在這些問(wèn)題存在的情況下也能正常工作并指示出正確的溫度。

雙色高溫計(jì)和單色高溫計(jì)有什么不同?

雙色高溫計(jì)由兩個(gè)單色高溫計(jì)組成,使用兩個(gè)探測(cè)器,在兩種不同的波長(zhǎng)下工作,但兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)同一個(gè)高溫目標(biāo)。

通過(guò)并列結(jié)構(gòu)使用兩個(gè)探測(cè)器的比色高溫計(jì)的方案

沒(méi)有信號(hào)衰減讓我們首先考慮下面例子中的藍(lán)色圖表中的雙色測(cè)溫儀是看黑體的發(fā)射率值1.0和1500°C的黑體溫度。 根據(jù)普朗克定律,兩個(gè)探測(cè)器以發(fā)射率1.0的藍(lán)色曲線(xiàn)提供如下能量單位:

  • 檢測(cè)器波長(zhǎng)λ1將輸出的λ1# 1 500個(gè)單位。

  • 探測(cè)器在不同波長(zhǎng)λ2 # 2將輸出一個(gè)信號(hào)的1000個(gè)單位。


因?yàn)檫@是一個(gè)比色高溫計(jì),我們用1000除以500得到2。儀器校準(zhǔn)的方式在讀取1500°C時(shí),看到一個(gè)比率為2。

比色測(cè)溫儀通過(guò)兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)溫度為1500°C的黑體時(shí)的普朗克曲線(xiàn)

信號(hào)衰減現(xiàn)在,如果高溫目標(biāo)發(fā)出的信號(hào)由于某種原因強(qiáng)度減弱或無(wú)法到達(dá)探測(cè)器會(huì)怎么樣?

這種情況可能是由以下原因造成的:視窗臟污,物體尺寸太小而難以填滿(mǎn)錐形視野,視線(xiàn)中存在煙霧。棕色圖顯示了信號(hào)損失90%的情況,但目標(biāo)溫度仍然為1500°C。當(dāng)輻射率從1.0降至0.1時(shí),情況依然如此。

  • 探測(cè)器#1將輸出50個(gè)單位的信號(hào)。

  • 探測(cè)器#2將輸出100個(gè)單位的信號(hào)。

與上面的曲線(xiàn)(ε=1.0)相比,兩個(gè)信號(hào)都損失了90%。注意,100除以50后,比率仍然是2,即使已經(jīng)損失了90%的信號(hào),儀器仍會(huì)指示出1500°C的讀數(shù)。每個(gè)雙色溫度計(jì)對(duì)于信號(hào)的損失率都有一個(gè)限值。這稱(chēng)為信號(hào)衰減,低為0%,最高可達(dá)到信號(hào)的95%,儀器在這種情況下依然可以讀取準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)。

ε-Slope基本上,只要干擾因素對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)的影響程度相同,雙色溫度計(jì)就能正常工作。但遺憾的是,在一些應(yīng)用中,例如在測(cè)量熔融金屬時(shí),物體的輻射率在兩種波長(zhǎng)下的值不相同。當(dāng)使用雙色溫度計(jì)測(cè)量熔融金屬的溫度時(shí),信號(hào)比(或斜率)將出現(xiàn)錯(cuò)誤,溫度讀數(shù)也將出現(xiàn)錯(cuò)誤。 如何對(duì)此進(jìn)行糾正?所有雙色溫度計(jì)都有一個(gè)被稱(chēng)為E-Slope的調(diào)節(jié)功能。在對(duì)熔融金屬進(jìn)行測(cè)量時(shí),使用E-Slope調(diào)節(jié)功能,直到儀器讀取正確的金屬溫度。使用一次性熱電偶也可以獲得正確的溫度值。這種E-Slope調(diào)節(jié)功能僅僅通過(guò)一個(gè)常數(shù)對(duì)比率進(jìn)行校正,在目標(biāo)的光譜輻射率不相同時(shí),這個(gè)常數(shù)便可校正儀器的讀數(shù)。一旦調(diào)節(jié)E-Slope后,儀器便可妥善解決煙霧、蒸汽、灰塵、目標(biāo)尺寸小等問(wèn)題。



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