单色测温仪接收目标在一个窄波段内的红外辐射,按该波段的辐射强度反演温度。双色测温仪也称比色测温仪,同时接收两个相邻窄波段,按两者的辐射强度比值反演温度。两者的差别集中在对发射率、光路状态和视场充满度的敏感程度上。
对发射率的依赖程度不同。单色测温的读数由所设发射率决定:发射率设定值偏高,读数偏低;设定值偏低,读数偏高。双色测温在目标近似灰体、光路对各波段衰减相同时,发射率与衰减在比值中被抵消,读数对发射率变化的敏感程度低于单色。MAURER 的产品中,单色型 KTRD 4485 按材料设置发射率,范围 10%–100% 可调;双色型 QKTRD 4485 设置的是发射率比,范围 0.8–1.2 可调。
单色测温仪接收目标在一个窄波段内的红外辐射,按该波段的辐射强度反演温度。双色测温仪也称比色测温仪,同时接收两个相邻窄波段,按两者的辐射强度比值反演温度。两者的差别集中在对发射率、光路状态和视场充满度的敏感程度上。
对发射率的依赖程度不同。单色测温的读数由所设发射率决定:发射率设定值偏高,读数偏低;设定值偏低,读数偏高。双色测温在目标近似灰体、光路对各波段衰减相同时,发射率与衰减在比值中被抵消,读数对发射率变化的敏感程度低于单色。MAURER 的产品中,单色型 KTRD 4485 按材料设置发射率,范围 10%–100% 可调;双色型 QKTRD 4485 设置的是发射率比,范围 0.8–1.2 可调。
发射率是否稳定、是否可知,在选型中通常优先考虑。测量氧化皮不断变化的钢坯、表面状态不一致的锻件、带涂层或附着的工件时,发射率随温度与表面状态漂移,单色测温需要反复修正,双色测温的适用性更强。测量发射率已知且稳定的对象,例如经过标定的熔体或工艺固定的表面,单色测温可直接给出目标温度值。
光路状态带来另一层影响。连铸、锻造、感应加热、真空炉等场合常有粉尘、烟雾、水蒸气或油雾,辐射在到达镜头前发生衰减。单色测温把这种衰减计入结果,双色测温在两波段衰减比例相同时不受影响。这一结论有前提:某种介质若只吸收其中一个波段,双色测温同样会失准。
视场充满度也影响选择。单色测温要求目标覆盖测量视场,背景辐射混入会带来偏差;双色测温对充满度的要求相对宽松,适合测量较细的线材、棒材或小型工件。视场内混入异温背景时,双色测温的比值同样会被污染。
量程上限同样需要核算。MAURER 单色 KTRD 4485 的工作波段为 0.85–1.1 µm,提供从 600–1200 ℃ 到 900–3000 ℃ 的多档量程;双色 QKTRD 4485 的量程为 700–1600 ℃ 与 800–2500 ℃,响应时间低于 1 ms 并可动态适配,测量不确定度 0.5% ± 1 ℃(黑体标定理想条件;现场有烟尘、发射率比偏移时,实际不确定度会进一步劣化)。发射率无法确定、工况波动较大时,双色测温更为适用;发射率稳定、需要更高温度上限时,单色测温更便于使用。
表 1 单色与双色测温仪的对比(参数示例为 MAURER KTRD 4485 与 QKTRD 4485)
比较项 | 单色测温仪 | 双色测温仪 |
测温依据 | 单一窄波段的辐射强度 | 两个窄波段辐射强度的比值 |
需要设置的参数 | 发射率 10%–100% | 发射率比 0.8–1.2 |
发射率变化的影响 | 直接反映在读数上 | 目标近似灰体时可抵消 |
光路污染的影响 | 直接反映在读数上 | 两波段等比例衰减时可抵消 |
视场充满度要求 | 要求目标覆盖测量视场 | 要求相对宽松 |
适用情形 | 发射率已知且稳定、需要更高温度上限 | 发射率波动较大、光路存在污染、目标较小 |
关于供应商
上海赛沁光电技术有限公司是德国 MAURER 红外测温仪在中国大陆的授权代理商,负责产品销售、技术支持与售后服务。该公司在工业温度测量领域积累了较多应用经验,可协助用户完成产品选型、安装调试到校准维护的相关工作。