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[红外发射管]红外发射管在温度传感器类有哪些功能

日期:2022-09-13

红外温度传感器看起来相当简单:指向,按下按钮并读取温度。但是,如果不彻底了解仪器的工作原理和规格,测量结果将非常令人失望。温度测量仪器可分为接触式和非接触式。接触式仪器中使用的红外温度传感器包括热电偶、电阻温度检测器 (RTD)、热敏电阻和半导体温度传感器。由于接触式传感器测量自己的温度,因此它们需要与被测物体进行物理接触,以使传感器主体达到物体的温度。


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红外发射管一、测量仪器

在某些应用中,这种接触会产生问题:被测物体或介质可能位于远处或危险环境中,不易接近。移动物体的测量也很困难。当一个相对较大的传感器接触一个小物体并充当散热器时,它的温度可能会发生变化。如果使用得当,非接触式红外 (IR) 温度计可为这些和许多其他测量应用提供便捷的解决方案。但是,您应该选择与应用程序兼容的测量仪器和测量技术。


红外发射管二、工作原理

热量通过传导、对流或辐射从一个物体传递到另一个物体。辐射是一个过程,其中以电磁波形式的热能由热物体发射并被较冷物体吸收。这种辐射大部分位于电磁光谱的红外 (IR) 区域,但也有一些扩散到可见光波段。IR 波段从 0.7 到 1000 微米延伸,然而,实际的 IR 测量系统仅使用 0.7 到 14 微米之间的某些波段,因为辐射在这个范围内最强。如果物体暴露于由热源(如电加热器、灯泡、太阳或其他来源)辐射的 IR 能量中,则到达该物体的能量称为入射能量。这种能量的一部分被物体表面反射。理论上,物体的反射系数可以在 0(无反射)到 1.0(100% 反射)之间变化。粗糙、无光泽的表面具有低反射率。抛光和有光泽的表面,尤其是金属,具有高反射率。


红外发射管三、提高其温度

根据物体材料、厚度和辐射波长,部分辐射可以穿过物体或被透射。传输系数可以从 0(没有能量通过物体传输)到 1.0(100% 能量通过物体传输)变化。高透光率的例子包括玻璃、石英、塑料薄膜和各种气体。红外光谱中不透明的材料具有接近于零的透射系数。剩余的能量被物体吸收并提高其温度。没有反射或透射并在整个光谱中吸收所有入射能量的假设物体的吸收系数等于 1.0,称为黑体。现实生活中的物体,称为灰体,具有介于 0 和 1.0 之间的吸收系数。


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红外发射管四、探测器

大多数 IR 探测器是单波长(也称为单色)或双波长(也称为双色)类型。单波长探测器测量特定波段内的红外能量,仪器根据探测器输出和预设发射率计算物体温度。一些温度计具有可调节的发射率,大多数简单的单位具有固定的发射率。双波长检测器测量两个不同波段的能量,仪器根据两个读数的比率计算温度。如果两个波段的发射率或能量变化量相同,则测量精度不受影响。发射率或辐射能量的数量可能会因物体变化或移动、镜头污染或未对准或视野障碍而发生变化。双波长检测器的缺点是成本较高,在某些条件下精度较低。


红外发射管五、波长带

许多材料和表面的发射率在 IR 波长范围内保持相对恒定,在任何更窄的波段测量能量都是可以接受的。由于高反射率或透射率,其他材料具有更高和更低发射率的波长带,并且需要调谐到高发射率波长的窄带探测器。根据工作原理,红外探测器分为两类之一:热探测器和光电探测器(光电二极管)。热红外探测器吸收入射能量,提高传感元件温度,并改变探测器的电气特性:热电堆产生热电电压,测辐射热计改变电阻,热释电装置改变其极化。一般来说,它们比光电探测器慢。


红外发射管六、反应速度

热电堆是通过串联几个热电偶并将它们的热接点与吸收入射红外能量并加热热接点的黑体接触而制成的。冷端放置在具有足够散热功能的探测器区域内。这些探测器响应速度快、带宽大、动态范围大,经常用于通用、汽车、空调和人体温度计。辐射热计使用一块材料来改变其电阻以响应温度的变化。该电路将电阻变化转换为电压变化,由仪器进一步处理。辐射热计经常用于测量低水平红外能量,通常作为望远镜的附件。当体温变化时,热释电设备会带电。为了产生可用的信号,入射的红外能量必须“脉冲”。输出峰峰值交流信号与脉冲能量成正比。由于被测物体发出的能量通常是稳定的,因此使用热释电探测器的温度计在传感器前面有一个机械或光学斩波器。这些传感器用于许多家庭安全系统。


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