便携式红外侧温仪及其应用
发布时间：2017-09-01
设备状态监测和故障诊断技术包括振动、噪声、温度、应力、应变和无损探伤等监测技术，其中温度监测是能比较直观反映设备存在故障的一项重要检测手段。附表列出常见的测温方法和特点，其中红外测温作为一种很常用的测温技术具有很明显的优势。
红外测温是一种非接触式测温技术，它的特点是，非接触测;反应时间快，仅十分之几秒;灵敏度高，0.1℃的温度分辨率和毫米级的空间分辨率;测温范围广，从负几十度至上千度。
由于测t时无斋接触被测物体，因此可安全地检测难以接触的物体的温度，并且对被测物体无污染和损坏。便携式红外测温仪由于随身携带方便，操作简便，能用于多方面的目标温度检测，广泛应用于设备故障诊断、暖通、铁路、石油、化工、冶金、玻璃、金属加工等领域。本文从红外测温的基本原理出发，重点谈谈如何提高红外测温仪的准确性。红外测温的基本原理是，利用物体的红外辐射来测量物质温度。
物质温度与辐射能量之间的关系可用下式表达。
可见，根据物体发射的辐射功率(探测器测量出)和它的比幅射率(查表或试验得到)，就可求出它的温度。提高红外测温仪的准确性方法:由前面所知，红外测温仪是基于被测物体的红外辐射强度与其温度之间的单值函数关系来测最物体的表面温度。因此，提高红外测温仪准确度可以从以下几个方面着手。
1.确定侧沮范圈
测温范围是最重要的一个性能指标，每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此，用户对待被测物体的温度应有一定的了解，然后才能决定选择使用什么型号的测温仪。测温仪测温范围越窄，监控温度的输出信号分辨率越高，精确度就越高。
2.确定被洲物体的发射率
发射率反映了一个物体辐射红外光线的能力。因此要根据设定的发射率来补偿不同物体因发射率不同而导致对测最温度的影响。影响发射率的主要因素有:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
对于未知发射率的物体，先用接触式测温仪测量物体表面，再用红外测温仪测量物体表面，同时调整发射率，使测量到的温度与接触式测温仪的温度一致，此时的发射率即为测量物体的发射率。
“银粉”常用于设备外壳的防腐，它由锌粉配以调和剂配制而成，不同于一般油漆，它的发射率资料上很少介绍，但可以用以下方法测出其发射率;在实验室加温，用热电阻器件测出银粉表面温度，然后调整发射率，当测温仪温度与热电阻器件测出温度相近时，该发射率即为待测发射率。测温时，不能根据物体材料调整相应发射率，误差过大。实际上，很多单位还在使用无法调整发射率的便携式测温仪，笔者建议更换。
3.了解光学分辨率(距离系数)，注愈侧云距离
光学分辨率由D与S之比确定，即测温仪到目标之间的距离D与测里靶点直径5之比。如果测温仪由于环境条件限制必须在远离目标之处使用，而又要测最小的目标，就应选择高光学分辨率的测温仪;反之，则选择低光学分辨率的红外测温仪。因为光学分辨率越高，即2站比值越大，测温仪的成本也越高。实际使用中，如果忽略了测温仪的光学分辨率，不管被测目标点直径S的大小，打开激光束对准测量目标就测试，这样测出的温度误差可能很大。
比如，用测量距离与目标直径D:S=8，l的测温仪，测量距离应满足附图要求，也就是附表的要求。测量时应尽量使测量目标充满测温仪的整个视场，以确保测量结果的有效性和准确性。附图所示测温仪的激光束与中心有12cm的距离，所以用激光束瞄准较小目标时应考虑这个偏差。
4.减少环境条件的影响
红外测温仪的探测器对红外辐射能量的接收，会受到工作环境温度的影响。被测目标表面红外辐射能量，是经大气传输到红外测温仪的，这就会因受到大气中的水蒸气、二氧化碳、一氧化碳等气体分子的吸收和空气中悬浮微粒的散射而衰减，辐射能量传输的衰减随距离的增加而增加，使仪器显示出来的温度低于被测目标点的实际温度值，从而造成误诊断。由此可见，检测距离增大受大气的影响将会增大。如要获得目标温度的准确性，必须采取如下对策:尽量选择在环境大气比较干燥、洁净的时节进行检测;在不影响安全的条件下尽可能缩短检测距离，还要对温度测量结果进行合理的距离修正，以便测得实际温度值。
例如，对户外电力设备进行检测时，红外测温仪接收的红外辐射除了包括受检设备相应部位自身发射的辐射以外，还会包括设备其他部位和背景的反射，以及直接射入的太阳辐射。这些辐射都将对设备待测部位的温度造成干扰，给故障检测带来误差，因此尽可能选择在阴天或者在傍晚无光照的时间进行。
5.清洁镜头并定期标定测温仪
测温仪使用一段时间后，应用清洁球除去表面尘埃，或使用洁净的棉签沾少许水清洁镜头表面，否则会造成测温仪所示的温度低于被测目标的实际温度。另外，红外测温仪必须定期标定，如果测温仪在使用中出现测温超差，则需重新标定。红外测温技术是一种非常有效的在线监测手段，不但可以通过在线监测发现缺陷，而且还能与其他试验方法相结合来对故障进行定位，给检修工作带来很大的方便。
摘自：中国计量测控网
