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影响红外测温仪精度的四大因素

发布日期:2015-02-12

发射率 

    不同的物体辐射能力不同,理想黑体具有最大的辐射能力,而其它物体辐射能力的衡量引入了一个参量,即光谱发射率ε ,又称辐射系数。  ε系指在相同温度及条件下,实际辐射体与黑体的辐出度之比值。 

发射率表明了辐射和吸收的能力,它是材料的固有性质.测温时选用ε值的大小直接影响测温结果。然而,它随表面条件、形状、波长和温度等因素的影响而变化,为了测量真实温度,需要精确的设定发射率值。以下四幅图是用PM290拍摄的盛有热水的红外热像图。相邻热像图之间的拍摄间隔为2秒,因此,因时间造成的误差可以忽略。根据有关手册查得玻璃在20℃~100℃时的发射率为0.94~0.91,试验取值为0.92.拍摄时其它条件不变,仅改变ε的取值: 

 许多文献著作中都有物理常数表,但由于ε是随测量条件不同而变化的,因而在使用这些数据前必须检查测量条件,包括材料的材质,材料的温度,表面的状况等。值得一提的是,在检测外壁上涂有除腐涂层的容器时,一定要注意涂层是否有脱落,减薄,不均等现象,因为测点位置的错误很可能导致错误的温度数据,所以在现场要灵活运用,综合分析。 

B使用涂料或已知发射率的物质,置于被测物体表面,通过加热的方法使其与被测物体达到热均衡,各处温度一致,用辐射温度计测量其温度和被测物体表面温度,取二者辐射能的比率来测定发射率。 

C将被测物(或与被测物相同的材料)放入载有黑体的加热器中,加热试样使其达到黑体温度,求出试样与黑体辐射能力的比率,从而测定被测物的发射率。 

背景噪声 

    利用红外辐射测温,由于信号非常小,低于常温的测量将受背景噪声的影响,在室外,阳光的直接辐射,折射和空间散射线是主要的背景噪声。室内测量时,来自待测物体周围的反射光有时极大地影响测量结果,因此在测温时必须考虑上述影响因素,采取的基本对策如下: 

准确对焦距,避免非待测物体的辐射能进入测试角。 

在待测物体附近设置屏避物,以排除外界干扰。 

室外测量时,选择有云天气或晚上以排除日光的影响 

物体发射率低,光反射的影响越大,因而应采用发射率高的涂料或制小孔等方法来提高发射率。 

    光路上的吸收 

    空气中某些物质,如H2O,CO2,O3,CO  N2O  CH2等均吸收红外线。根据实际的工作环境及仪器自身的适应性,PM290型热像仪在设置中,主要考虑的是水蒸汽对测温精度的影响。 

    除此以外,我们在实际检测时,发现风力状况也影响到测温的精度,为此,我们查阅了一些相关资料,发现瑞典国家电力局早已为此经过了多次实验并定义了下面的公式作为风力影响的修正: 

     T01=T02 × (V1/V2)=T02 ×√V1/V2 

        T01―――在风速V1下的过热温度 

        T02―――在风速V2下的过热测度 

    该公式适用于室外的强制对流(风正面吹向物体)条件。例如:风速V1=4m/s时测得过热温度为T01=10℃,那么在风速V2=1m/s的条件下,过热温度T02可得为: 

        T02=10×√4/1=20℃ 

热像仪的稳定性 

与其它仪器不同的是,红外热像仪在很大程度上受环境温度的影响,实际上待测温度低于常温时,环境温度变化的影响甚至大于信号的变化,这是由于红外透镜自身存在一些不可避免的影响因素,尽管仪器设计中考虑了某种补偿措施,但最好使仪器的使用温度维持在恒定的温度,当环境温度高于规定值时,必须冷却仪器。

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