北京時(shí)代新天測控技術(shù)有限公司作者
1. 儀器的簡單介紹
紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測控制、設(shè)備在線故障診斷、安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮著重要作用。與接觸式測溫方法相比,紅外測溫有著、便捷、安全等突出的優(yōu)點(diǎn)。近2 0 年來,非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展,性能不斷完善,功能不斷增強(qiáng),品種不斷增多,適用范圍不斷擴(kuò)大,*也逐年增長。火電站內(nèi)大量使用了各種型號的紅外測溫設(shè)備來監(jiān)測電機(jī)、軸承、變壓器、母線、熱交換器、管道、容器等各種設(shè)備的表面溫度,其中不乏關(guān)鍵敏感設(shè)備。紅外測溫儀使用簡單方便,使用人員較少關(guān)注使用的注意事項(xiàng),忽略細(xì)節(jié),降低了測量準(zhǔn)確性,未能充分發(fā)揮出紅外測溫儀的優(yōu)點(diǎn)。
2.儀器的用途及用戶人群
鋼鐵:使用紅外測溫儀可連續(xù)測量回?zé)崞魅康臏囟群图訜崞鞯男?。測量鋼板兩邊的溫度,以確定受熱是否均勻。提升產(chǎn)品質(zhì)量。
玻璃行業(yè):測試熔爐的溫度保證玻璃邊到邊的溫度一致和玻璃表面的平坦。從而提高產(chǎn)品的成品率、改善過程控制、提高產(chǎn)品一致性、減少停機(jī)時(shí)間。
塑料行業(yè):吹塑薄膜壓制,的溫度測試,可以確保塑料的抗張力和厚度均勻。 疊層和壓花處理:使用紅外測溫儀監(jiān)視膜層溫度并控制加熱器。
供熱通風(fēng)與制冷:使用紅外測溫儀可掃描房間溫度、檢查管道溫度、測試鍋爐的溫度,并評價(jià)鍋爐性能 、視送氣和回氣回路。
超市或食品加工企業(yè):因?yàn)槔洳厥称返拇鎯囟纫话愣荚?/span>4.4℃以下,超過這個范圍就可能會變質(zhì)。使用紅外測溫儀對其進(jìn)行方便、快捷的檢查。
其他應(yīng)用:糧食加工、食品加工、水產(chǎn)品加工、酒*料生產(chǎn)企業(yè)、檢驗(yàn)檢疫部門等。
3.儀器的使用方法
(1 )測溫范圍
它是測溫儀重要的一個性能指標(biāo)。每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。一般來說,測溫范圍越窄,輸出信號分辨率越高,精度可靠性容易解決;測溫范圍過寬,會降低測溫精度。因此,使用者在選用測溫儀前一定要把被測溫度范圍考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬,使測溫儀的測溫范圍在能夠覆蓋被測溫度的前提下盡量小。
(2 )目標(biāo)尺寸、測溫儀與測試目標(biāo)之間的距離為了獲得的溫度讀數(shù),測溫儀與測試目標(biāo)之間的距離必須在合適的范圍之內(nèi)。
如圖1 所示,所謂“光點(diǎn)尺寸”就是測溫儀測量的面積,也稱為“視場”,視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置確定。距離目標(biāo)越遠(yuǎn),光點(diǎn)尺寸越大。使用單色測溫儀測溫時(shí),被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的150% 為好。
如圖2 所示,如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀的視場干擾測溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標(biāo)大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。
(3)光學(xué)分辨率(距離系數(shù)D:S)
如圖3 所示,距離系數(shù)由D:S 確定,即測溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D 與被測目標(biāo)直徑S 之比。光學(xué)分辨率越高,即D : S 比值越大,測溫儀的成本也越高。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處使用,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀。
(4 )目標(biāo)發(fā)射率
在紅外測溫儀接收來自目標(biāo)紅外輻射功率相同的情況下,因目標(biāo)的表面發(fā)射率不同,將會得到不同的檢測結(jié)果。因此要使用紅外測溫儀準(zhǔn)確地測量物體溫度,必須要知道被測目標(biāo)的發(fā)射率值,并調(diào)整紅外測溫儀的ε值,使之等于被測表面的發(fā)射率值,對所測量的溫度進(jìn)行發(fā)射率修正。減小發(fā)射率影響的兩種措施是:①對于發(fā)射率在0 ~1 之間可調(diào)的測溫儀,例如
Fluke66/68 型,可以根據(jù)被測物體材質(zhì)和表面的實(shí)際狀態(tài),從表1 中查出其發(fā)射率值,設(shè)定測溫儀的發(fā)射率與其一致后再進(jìn)行溫度測量。
紅外測溫常見物體發(fā)射率對照表 | |||||
材料名稱 | 規(guī)格 | 發(fā)射率 | 材料名稱 | 規(guī)格 | 發(fā)射率 |
鋁 | 氧化 | 0.20-0.40 | 人體皮膚 | 0.98 | |
拋光 | 0.02-0.04 | 石墨 | 氧化 | 0.20-0.60 | |
銅 | 氧化 | 0.40-0.80 | 塑膠 | 透明度>0.5mm | 0.95 |
拋光 | 0.02-0.05 | ||||
黃金 | 0.01-0.10 | 橡膠 | 0.95 | ||
鐵 | 氧化 | 0.60-0.09 | 塑膠 | 0.85-0.95 | |
鋼 | 氧化 | 0.70-0.90 | 混凝土 | 0.95 | |
石棉 | 0.95 | 水泥 | 0.96 | ||
石膏 | 0.80-0.90 | 土壤 | 0.90-0.98 | ||
瀝青 | 0.95 | 灰泥 | 0.89-0.91 | ||
陶器 | 0.95 | 磚 | 0.93-0.96 | ||
木材 | 0.90-0.95 | 大理石 | 0.94 | ||
木炭 | 粉末 | 0.96 | 紡織品 | 0.90 | |
漆器 | 0.80-0.95 | 紙 | 顏色 | 0.94 | |
漆器 | 無光澤 | 0.97 | |||
碳膠 | 0.90 | 沙子 | 0.90 | ||
肥皂泡 | 0.75-0.80 | 泥土 | 0.92-0.96 | ||
水 | 0.93 | 沙礫 | 餐具 | 0.95 | |
雪 | 0.83-0.90 | 玻璃 | 0.85-0.92 | ||
冰 | 0.96-0.98 | 紡織品 | 0.95 |
②對于發(fā)射率固定在0 . 9 5 不可調(diào)的測溫儀,用其測量光亮或拋光的金屬表面將有很大的誤差。由于大多數(shù)有機(jī)材料或涂有油漆和氧化的表面具有0.95 左右的發(fā)射率,可以用黑膠帶或黑色油漆涂敷被測表面,待涂層與金屬溫度相同后測量涂層表面的溫度,也就測出了物體的溫度。
(5 )大氣衰減與氣象條件:設(shè)備表面紅外輻射能量經(jīng)大氣傳輸?shù)郊t外測溫儀,會受到大氣中的水蒸汽、二氧化碳等氣體分子的吸收和空氣中懸浮微粒的散射而衰減,其衰減隨距離的增大而增加,使得儀器顯示出來的溫度低于被測點(diǎn)的實(shí)際溫度值??梢员M量選擇在無雨、無霧、無風(fēng)、環(huán)境溫度較穩(wěn)定、大氣較干燥、潔凈時(shí)進(jìn)行測量;在不影響安全的條件下盡可能縮短檢測距離。對于比色測溫儀,其溫度是由兩個獨(dú)立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時(shí),都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。甚至在能量衰減了9 5 % 的情況下,仍能保證要求的測溫精度。對于細(xì)小而又處于運(yùn)動或震動之中的目標(biāo),比色測溫儀是佳選擇。這是由于光線直徑小,有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。
(6 )環(huán)境及背景輻射在戶外進(jìn)行電力設(shè)備紅外檢測時(shí),檢測儀器接收的紅外輻射除了包括受檢設(shè)備相應(yīng)部位自身發(fā)射的輻射以外,還會包括設(shè)備其他部位和背景的反射,以及直接射入太陽輻射。這些輻射都將對設(shè)備待測部位的溫度造成干擾,帶來誤差。為了減少環(huán)境與背景輻射的影響,可采取如下對策措施:
1 ) 在戶外測量可選擇在陰天或者在日落左右傍晚無光照時(shí)間進(jìn)行;
2 ) 戶內(nèi)可以采用關(guān)掉照明燈,以避開其他的輻射影響;
3) 對于高反射的設(shè)備表面,應(yīng)該采取適當(dāng)能避開反射的佳測量角度進(jìn)行測量;
4) 在測量時(shí)采取適當(dāng)?shù)恼趽醮胧?,從而減少背景輻射的干擾。
綜上所述,只有了解了紅外測溫儀的工作原理、技術(shù)參數(shù)以及可能影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的各種因素,掌握了正確的使用方法,才能在實(shí)際應(yīng)用中提高現(xiàn)場設(shè)備表面溫度測量的準(zhǔn)確性,進(jìn)而提高電站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
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