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进口红外测温仪:什么工况需要选短波测温仪
来源: | 作者:上海赛沁光电技术 | 发布时间: 36天前 | 78 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ ▶ | 分享到:
短波段通常指 1 µm 附近的近红外波段,约为 0.7–1.1 µm;2.1 µm 属较短的近红外波段。MAURER 的单色 KTRD 4485 与双色 QKTRD 4485 工作在 0.85–1.1 µm,单色 KTRD 1065 工作在 2.1 µm,长波型号 KTRD 1105 工作在 8–14 µm。

短波段通常指 1 µm 附近的近红外波段,约为 0.7–1.1 µm;2.1 µm 属较短的近红外波段。MAURER 的单色 KTRD 4485 与双色 QKTRD 4485 工作在 0.85–1.1 µm,单色 KTRD 1065 工作在 2.1 µm,长波型号 KTRD 1105 工作在 8–14 µm。

短波段的适用性与高温对象的辐射特性相关。按维恩位移定律,辐射峰值波长与热力学温度成反比,λmax·T ≈ 2898 µm·K。1000 ℃(1273 K)时峰值波长约 2.3 µm,600 ℃(873 K)时约 3.3 µm,温度升高,峰值向短波移动。对 600 ℃ 以上的对象,短波段的辐射能量充足,信噪比高;8–14 µm 长波段以中低温测量为主,MAURER 该波段型号 KTRD 1105 的量程为 -40 至 1000 ℃。

短波段存在温度下限。0.85–1.1 µm 波段在 600–700 ℃ 以下时,目标辐射能量随温度降低而减弱,信噪比变差,读数波动增大,不适合低温测量;MAURER 该波段型号 KTRD 4485 的量程下限为 600 ℃。需要覆盖更低温度时,改用 2.1 µm 或 8–14 µm 波段的型号。

发射率不确定、又要求温度偏差可控时,短波段更有优势。单色测温中,发射率设置值偏差引起的读数偏差随波长增大而增大。同样的发射率不确定度,短波段引入的温度误差更小。

需要透过视窗测量时通常选短波。石英与常用玻璃在 0.7–2.5 µm 内透光,在 8–14 µm 内不透明。透过石英或玻璃观察窗测量炉内或封闭腔体内的目标,只宜采用短波波段;长波波段会被视窗材料挡住。

目标较小、距离较远或动态较快时,短波段便于取得小测量光斑与快速响应。短波段常用硅或 InGaAs 探测器,响应速度快,配合可调焦光学系统可在较小目标上获得足够的辐射能量。

低温与非金属场景的取舍方向相反。温度接近环境(几百摄氏度以下直至 -40 ℃)时,短波段辐射能量弱,信噪比下降,此时长波 8–14 µm 更合适。测量塑料、纸张、木材、涂层等非金属材料时,这类材料在长波的发射率较高,测量结果更稳定。测量玻璃表面温度时同样宜选长波,玻璃在 8–14 µm 不透明,测到的是表面温度;短波会穿透玻璃,读到的可能是内部或背景。

使用短波段需注意环境光干扰。太阳光、白炽灯、卤素灯以及高温炉壁在近红外波段的辐射较强,可能被目标反射或直接进入镜头。工程上通过窄带滤光片、遮光罩限制入射方向,必要时采用调制方式抑制背景。

表 1  发射率设定值偏高 10% 引起的读数偏差(单色测温,目标温度 1000 ℃)

注:下表为理论仿真结果,用于定性对比波长带来的误差差异,不作为实测指标。

工作波段

读数偏差

1 µm

偏低约 11 K

2.1 µm

偏低约 22 K

8 µm

偏低约 63 K

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。