q是一红外测温品的U普文章Q讨论长波红外测温A或长波红外热像AQ到底能量多高的温度及其精度的问题。结论告诉我们,在高?000C时的高温量场合Q要使用中L或短波红外测温A或红外热像AQ否则会D极大误差?br/>
1、相关简qͼ
不论是销售红外测温Aq是销售红外热像AQ同样不论是销售便携式的还是固定式U外温产品Q我们可以ȝ出如下的现象Q?/span>
长LU外温?/span>?/span>最高温度、精度、重复?/span>
所有品牌的最高温度都?000C Q?/span>
_ֺQ?/span>u1%Q最好的?/span>u0.6%
重复?/span>Q?/span>u0.5%Q最好的?/span>u0.3%
非制冷长波红外热像A的最高温度、精?/span>
Ƨ洲?/span>品牌Q最高温?/span>?200C Q?/span>
国?/span>品牌Q最高温度可?/span>2000C Q?/span>
中国?/span>品牌Q最高温度可?/span>2000C Q?/span>
_ֺQ全球都?nbsp;u2%
说明Q?/span>制冷型红外热像A因ؓ有制P所以温度范围和温_ֺ比非制冷U外热像仪的温度范围及精度要高,q些问题此文不另外讨论,请参见相x章?/span>后面Q本文所指的U外热像仪都是指非制冷型U外热像?/span>?/span>
从上所qͼ可以看出有如下的问题:
Z么红外测温A最高只能测?000CQ而红外热像A却能量?200CQ甚?000CQ?/span>
U外温仪测温的误差到底有多°C呢?U外热像仪测温的误差到底有多°C呢?
在实际应用中Q到底怎么选择U外温仪和U外热像仪?
2、相关的U外温原理
很多人都看过和学q红外测温原理,但说实在的,真正理解U外温原理的ƈ不是很多Q在实际U外温讑֤选型Ӟ能不自觉地应用红外测温原理的更不多?/span>
先来看二张图Q?/strong>
q张囑֏自d国标准《VDI/VDE 3511 Blatt 4》,在Bernhard FrankQ《Handbuch der-technischen Temperaturmessung? Springer Verlag 2014 (《技术测温手册》,很贵的,313.81Ƨ元Q购买请参见https://www.springer.com/cn/book/9783642245053Q中也可以找到。也是每个点的值是按公式计出来的?/span>
说明Q?/span>q张图是发射率变?%时导致的U外温讑֤的绝对误?/span>?/span>
下面做一些简单计:
温度?000CӞ发射率变?%?0%Q?/span>
?-14μmU外温仪或U外热像仪,量温度的绝对误差是8C(参见囄中最上面的那条曲U?。如果发率变化10%呢?那么温的绝对误?= 10%发射率变化要乘以10 x 8C = 80C?nbsp;
?μm(0.78-1.06μm)U外温仪或U外热像仪,量温度的绝对误差是1.5C(参见囄中红色曲U?。如果发率变化10%呢?那么温的绝对误?= 10%发射率变化要乘以10 x 1.5C = 12C?nbsp;
温度?500CӞ发射率变?%?0%Q?/strong>
再比如在温度1500CӞ发射率变?%Q用8-14μmU外温仪或U外热像仪,量温度的绝对误差是12C(参见囄中最上面的那条曲U?。如果发率变化10%呢?那么温的绝对误?= 10%发射率变化要乘以10 x 12C = 120C?nbsp;
?μmU外温仪或U外热像仪,量温度的绝对误差是2C(参见囄中红色曲U?。如果发率变化10%呢?那么温的绝对误?= 10%发射率变化要乘以10 x 2C = 20C?/span>
q张图是国内U外温原理PPT上常见的一张图。也是?span style="font-size: 16px; font-family: 微Y雅黑, "Microsoft YaHei"; margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(255, 41, 65); text-decoration-line: underline;">发射率变?0%Ӟ温度量的误差百分比?br style="margin: 0px; padding: 0px;"/>
比如?000CQ?-14μm(参见最上面的一条黄色线)的红外测温A或热像A温Ӟ那么误差%=8%Q所以:?000CӞ误差量的绝对误?= 1000C x 8% = 80C?/span>
同样的,我们也可以像W一张图一L?μm时的?000C的误差ؓ12CQ在1500C时的误差20C?/span>
也就是说Q上?个图是完全一LQ?/span>
上面2个图都说明,温度高Q红外测温设备误差越来越?/span>Q?/span>
高温Ӟ其是超q?000CӞ量使用短L量高温 -- 是_U外温仪或U外热像?/span>使用的L长越短,其测量误差要比L长越长的要低得多?/span>q就是ؓ什么用红外测温时Q用的波长短好Q?/strong>
3、短波和长LU外实际量效果比较
q是德国DIASU外公司做的试Q测量同一个电热塞或预热塞(Glow Plug)时做的热像A试Q测试的U外热像仪如下:
长LU外热像仪PYROVIEW 640L compact+ (-20~1200C)
短LU外热像仪PYROVIEW 512N compact+ (600~1500C)
采用相同的发率、透过?/span>?/span>
量l果比较可见Q?/span>
短LU外热像仪测量的最高温度是960CQ而长波红外热像A量的最高温度是460C -- 最高温度的误差辑ֈ?00C
右侧?/span>长LU外热像仪的温度曲线波动很大Q而左?/span>短LU外热像仪的温度曲线波动却很?/span>
而我们知道,늃塞在启动之后Q?~3U钟很快温度就升上MQ金属电热塞(850CQ运行温度约1000C)、陶L热塞(900CQ运行温度约1150C)Q这一点大家可以去查一下度娘?/span>
因此Q要想非制冷长LU外热像仪测量电热塞的温度达?60CQ那么要怎么做呢Q我们也知道Q?/span>q必要调整发射率!要调整透过率!但这500Cq么大误差,调发率和透过率能调整q来吗?能调?60C吗?
其实Q这U电热塞价值比较小Q如果不是去늃塞研发,只是ȝ产,用红外热像AL温,无比奢侈了。这时最佳选择应该是红外测温AQhg宜且好用 --如果x温精度高Q那么选择短LU外温仪;如果很穷Q那么可以选择便携式红外测温A?/span>
用过U外温仪或U外热像仪的人都知道Q?/span>有很多材料,你真的知道这U材料确切的发射率吗Q你讄发射率和实际发射率随随便便就过?0%的误差,太正怺。那么在实际温度?500CQ你用长波红外测温设?包含U外温仪或U外热像?Q那误差是120CQ这叫测温吗Q这不叫胡扯吗?其是金属、钢铁,光盔R温度变化很大Q不同的金相几乎是不同的材料。钢材或金属早都变成合金了,你还以ؓ只是钢呢Q你q以为只是铜呢!
4、L长和发射率误?/strong>
我们先来看看q个摘抄来的某红外公司推荐发率表?/span>
典型发射?金属) | ||||
材料 | 发射?/strong> | |||
1μm | 2.2μm | 5μm | 8-14μm | |
?/strong> | ||||
非氧?/span> | 0.1-0.2 | 0.02-0.2 | 0.02-0.2 | 0.02-0.1 |
氧化 | 0.4 | 0.2-0.4 | 0.2-0.4 | 0.2-0.4 |
黄铜 | ||||
抛光 | 0.35 | 0.01-0.05 | 0.01-0.05 | 0.01-0.05 |
打磨 | 0.65 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
氧化 | 0.6 | 0.5 | 0.5 | |
?/span> | 0.4 | 0.05-0.3 | 0.03-0.3 | 0.02-0.2 |
?/span> | ||||
抛光 | 0.05 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
打毛 | 0.05-0.2 | 0.05-0.2 | 0.05-0.15 | 0.05-0.1 |
氧化 | 0.2-0.8 | 0.7-0.9 | 0.5-0.8 | 0.4-0.8 |
?/span> | 0.3 | 0.01-0.1 | 0.01-0.1 | 0.01-0.1 |
哈氏合金 | 0.5-0.9 | 0.6-0.9 | 0.3-0.8 | 0.3-0.8 |
铬镍铁合?/span> | ||||
氧化 | 0.4-0.9 | 0.6-0.9 | 0.6-0.9 | 0.7-0.95 |
h | 0.3-0.4 | 0.3-0.6 | 0.3-0.6 | 0.3-0.6 |
甉|?/span> | 0.2-0.5 | 0.25 | 0.15 | 0.15 |
?/span> | ||||
氧化 | 0.7-0.9 | 0.7-0.9 | 0.6-0.9 | 0.5-0.9 |
非氧?/span> | 0.35 | 0.1-0.3 | 0.05-0.25 | 0.05-0.2 |
生锈?/span> | 0.6-0.9 | 0.5-0.8 | 0.5-0.7 | |
熔融?/span> | 0.35 | 0.4-0.6 | ?/span> | ?/span> |
铔R | ||||
氧化 | 0.9 | 0.7-0.95 | 0.65-0.95 | 0.6-0.95 |
非氧?/span> | 0.35 | 0.3 | 0.25 | 0.2 |
熔融?/span> | 0.35 | 0.3-0.4 | 0.2-0.3 | 0.2-0.3 |
实际上,我们q可以列出钢材和其它金属的发率表格。我们这里就不列ZQ请参见有关发射率表?/span>
从这个表中,能看C么呢Q?/strong>
金属或钢铁行业,U外波长小Q发率大
寚w属或钢铁来说Q在同一个温度,温的红外L长越大,发射率就小Q反之,量的L长越,发射率就大?注意Q这个规律只是针寚w属或钢铁来说的,不适合其它材料Q其它材料有其它材料的发率规律Q比如玻璃则反之)?/span>
发射率表提供的往往是一个发率范围Q你无法准确认发射率的|也就是发率讄l常会有误差Q而且有时误差q特别大
而且Q最重要的一点就是:除了黑体以外Q实际物体的发射率值往往在一个范围里Q而不是一个固定的|比如上图中的哈氏合金?μmӞ发射率值是0.5~0.9Q同P铁、钢材,也是如此Q比如不锈钢?μm时发率?.35Q而在8-14μm时发率?.1~0.8。换a之,在这个范围里Q提供的发射率表很多都是一个范_而不是一个确定的|在这个范围里Q谁也弄不清到底具体发射率值是多少Q所以你如何切地设定发率呢?又如何确保发率没有误差呢?所以,发射率误?%~10%是应用红外测温A、红外热像A中非常常见的、经常发生的?/span>
5、除了发率D的误差,q有哪些误差呢?
我们在前面讨论得最多的?U误差:1) 波长选择D的误?; 2) 发射率设|错误导致的误差。然而实际上Q有很多因素都会DU外温的误差。比如:
某些镜头存在的问?/span>Q长波红外的镜头材料Si(?、Ge(?在被(辐射?加热时会改变其性能(透过?Q?/span>
温度漂移Q像常用?~14µm长L的热电堆热探器被辐热加热之后Q会有“热冲击”,q意味着Q这U探器温度快速变化时会有温度漂U;
信噪?/span> ?q个Ҏ对U外热像仪来说更重要Q动态范围也需要在电子范围之内切换—否则出来的热图像的电子噪声比较大或者在低温时没有型受?/span>
标定情况和实际应用情况不一?/span>Q所有红外测温设备的不确定性或误差都是在实验室里通过黑体炉标定的。然而在所有实际应用中Q物体ƈ非是黑体Q?-14µm 长LU外温仪或U外热像仪对温度>1000CӞ即发射率和透过率误差小?%Q测温误差远高于2%?/span>
电子元g的动态范围和E_?/span>Q通常U外温仪的电子元g比非制冷U外热像仪都h更高的动态范围和更高的稳定性,比如微测热辐计的红外热像A其误差在u2%Q而红外测温A则只有?%、甚臛_有?.5%
6、一些结?/strong>
lg所qͼ我们可以获得如下一些结论:
波长短Q精度越高:在同一个温度,短LU外温比中波红外测温精度要高、比长LU外温_ֺ更要高;
发射率设|L有误差:使用者进行发率讄Q是l常有误差的Q而且有时误差q特别大Q?/span>
发射率设|误差,会导致L长越大,温误差更大Q?/span>发射率设|错误,会导致长波红外测温设备误差极大,q不如短波红外测温设备的温误差Q?/span>
温度高Q采用的U外温波长应该来小Q?span style="color: rgb(0, 112, 192); font-family: arial, helvetica, sans-serif; font-size: 16px;">q个W合l恩位移定律λmax*T=2897.7721。譬如,金属、钢铁行业以及高温材料行业,过1000CQ如果用长波红外设备来温Q是典型的技术误区。在钢铁行业Q但温度>1000CӞ不会有h采用8~14µm的长波红外测温AQ这U物理规则同样适合于红外热像A?/span>
工欲善其事,必先利其器?/span>
在钢铁、金属行业销售红外测温A、红外热像A的,在高温环境,比如加热炉、高炉、炼钢炉、高Uѝ热轧等{地方,采用辑ֈ2000C的长波红外热像A温Q疯了吧Q就不要忽悠不懂U外的用户了吧?/span>
至于1中所说的问题Q我x个讨Z都解决了。不再赘q?br style="margin: 0px; padding: 0px;"/>
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J 上一?《蝶恋花》王国维