红外课堂

时间：2016-09-07 阅读：2247

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了解红外技术和非接触式温度测量原理、发射率和红外传感器的*应用

了解非接触式温度测量的原理和受益点 - 为什么使用红外传感器以及红外温度测量如何工作？了解使用非接触式测温仪的受益点和下载PDF格式的红外原理小册子。

如何获得准确的非接触式温度测量结果 - 大概了解帮助您确保正确的红外温度测量结果的5个主要因素。

什么是发射率？ - 发射率是物体辐射红外能量的能力的测量量和物体温度的指示。了解物体如何辐射能量以及zui常见材料的发射率值。

FAQ - 发射率是物体辐射红外能量的能力的测量量和物体温度的指示。了解物体如何辐射能量以及zui常见材料的发射率值。

红外术语 - 不确定某些红外术语的确切含义—请查看我们的在线词汇表。

使用红外测温仪的优势

红外技术已经被成功应用至工业和研究设置领域，随着成本降低和可靠性提高的不断创新和发展，红外技术已经实现了可提供更小测量单位的传感器。所有这些因素都促使红外技术受到新应用和用户的广泛关注。

非接触式温度测量具有哪些优势？

节省时间 -- 典型的红外温度测量耗时小于500 mS。
测量移动目标。
测量危险或无法接触的物体（高压部件、较大的测量距离）。
测量高温（高于1300°C）
无能量干扰或能量损耗。
没有对目标造成污染和机械影响的风险。

正确的红外温度测量的主要因素

为了确保正确的非接触式红外温度测量，请注意以下几点：

至目标（光点）的距离比
视场
环境条件
环境温度
发射率

至目标（光点）距离比
红外传感器的光学系统收集圆形测量点的能量并将其汇聚于探测器。光学分辨率由设备至物体的距离与被测光点的大小的比值(D:S比)决定。比值越大，设备的分辨率越好，可以从更远的距离测量更小的光点。红外光学的创新是增加了近焦特性，提供小目标区域的准确测量，不含不希望的背景温度。

视场
确保目标大于设备正在测量的光点尺寸。目标越小，您应该离得越近。当准确性尤为重要时，确保目标至少是光点尺寸的两倍。

环境条件
留意工作区域的环境条件。蒸汽、灰尘、烟雾等会阻挡设备的镜头，从而妨碍测量。安装开始之前，还应该考虑噪声、电磁场或震动等其它条件。保护外壳、空气净化，以及空气或水冷可保护传感器，确保准确测量。因此，某些Raytek产品，如Thermalert和Marathon系列传感器，含空气净化功能。

环境温度(周围温度)
如果测温仪被暴露于温差大于20℃的突发环境下，请保持至少20分钟让其适应新的环境温度。Raytek固定式传感器针对特殊环境温度范围进行了性能优化设计。例如，Raytek MIH 可承受高达180°C (356°F)的环境温度（无水冷或空气制冷）。对于高环境温度，Raytek提供空气制冷和水冷选件以及附件，例如耐高温保护套。

发射率
发射率是物体辐射红外能量的能力的测量量。辐射的能量指示物体的温度。发射率的取值范围为0（光洁的镜面）至1.0（黑体）。了解发射率和各种材料的发射率值。

zui常见材料的发射率

发射率是指物体辐射红外能量的能力。辐射的能量指示物体的温度。发射率的取值范围为0（光洁的镜面）至1.0（黑体）。大多数有机体、涂料或氧化表面的发射率值接近0.95.绝大多数Raytek传感器都具有可调节的发射率特性，可确保测量其它材料（如闪亮的金属）时的准确度。

如果您正在使用的测温仪的固定预设发射率为0.95，需要测量闪光物体时，您可以通过用喷油、黑色平光粉末或遮蔽胶带来覆盖被测物体的表面。测量被覆盖或喷油涂层的表面的温度。这才是真实温度。

请注意，下列表格仅用于发射率随温度和表面光滑程度而变化时的向导。

金属的发射率表

以下值为近似值，根据材料的实际表面和条件不同可能会有所变化。

材料	发射率
	1.0µm	1.6µm	8-14µm
铝
未氧化	0.1-0.2	0.02-0.2	n.r.
氧化	0.4	0.4	0.2-0.4
铝合金A3003
氧化	n.r.	0.4	0.3
毛面	0.2-0.8	0.2-0.6	0.1-0.3
光面	0.1-0.2	0.02-0.1	n.r.
黄铜
光面	0.8-0.95	0.01-0.05	n.r.
砑光面	n.r.	n.r.	0.3
氧化	0.6	0.6	0.5
铬	0.4	0.4	n.r.
铜
光面	n.r.	0.03	n.r.
毛面	n.r.	0.05-0.2	n.r.
氧化	0.2-0.8	0.2-0.9	0.4-0.8
电气接线端子	n.r.	n.r.	0.6
金	0.3	0.01-0.1	n.r.
Haynes
合金	0.5-0.9	0.6-0.9	0.3-0.8
铬镍铁合金
氧化	0.4-0.9	0.6-0.9	0.7-.95
喷砂	0.3-0.4	0.3-0.6	0.3-0.6
电抛光面	0.2-0.5	0.25	0.15
铁
氧化	0.4-0.8	0.5-0.9	0.5-0.9
未氧化	0.35	0.1-0.3	n.r.
铁锈	n.r.	0.6-0.9	0.5-0.7
熔融	0.35	0.4-0.6	n.r.
铁，铸铁
氧化	0.7-0.9	0.7-0.9	0.6-0.95
未氧化	0.35	0.3	0.2
熔融	.035	0.3-0.4	0.2-0.3
铁，锻造
钝铁	0.9	0.9	0.9
铅
光面	0.35	0.05-0.2	n.r.
毛面	0.65	0.6	0.4
氧化	n.r.	0.3-0.7	0.2-0.6
镁	0.3-0.8	0.05-0.3	n.r.
汞	n.r.	0.05-0.15	n.r.
钼
氧化	0.5-0.9	0.4-0.9	0.2-0.6
未氧化	0.25-0.35	0.1-0.35
镍
氧化	0.8-0.9	0.4-0.7	0.2-0.5
电解	0.2-0.04	0.1-0.3	n.r.
铂
黑	n.r.	0.95	0.9
银	n.r.	0.02	.n.r
钢
冷轧	0.8-0.9	0.8-0.9	0.7-0.9
地垫	n.r.	n.r.	0.4-0.6
光泽钢片	0.35	0.25	0.1
熔融	0.35	0.25-0.4	n.r.
氧化	0.8-0.9	0.8-0.9	0.7-0.9
不锈钢	0.35	0.2-0.9	0.1-0.8
锡(未氧化)	0.25	0.1-0.3	n.r.
钛
光面	0.5-0.75	0.3-0.5	n.r.
氧化	n.r.	0.6-0.8	0.5-0.6
钨	n.r.	0.1-0.6	n.r.
光面	0.35-0.4	0.1-0.3	n.r.
锌
氧化	0.6	0.15	0.1
光面	0.5	0.05	n.r.

n.r.=不推荐

为了优化表面温度测量准确度：

确定物体的发射率以及
用于测量的设备的光谱范围。
将被测对象与周围的热源屏蔽开，避免反射。
对于温度较高的物体，尽可能使用较短波长的设备。
对于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，确保
背景均匀且温度低于被测对象。
当发射率低于0.9时，使设备垂直于物体表面。
在任何情况下，入射角都不得超过30°。
对于1M和2M型号，避免在高环境光照条件下进行测量。

非金属的发射率表

以下值为近似值，根据材料的实际表面和条件不同可能会有所变化。

材料	发射率
	1.0 µm	5.0 µm	7.9 µm	8-14 µm
石棉	0.9	0.9	0.95	0.95
沥青	n.r.	0.9	0.95	0.95
黑陶瓷	n.r.	0.7	0.7	0.7
碳
未氧化	0.8-0.95	0.8-0.9	0.8-0.9	0.8-0.9
石墨	0.8-0.9	0.7-0.9	0.7-0.8	0.7-0.8
碳化硅	n.r.	0.9	0.9	0.9
陶瓷	0.4	0.85-0.95	0.95	0.95
黏土	n.r.	0.85-0.95	0.95	0.95
混凝土	0.65	0.9	0.95	0.95
布料	n.r.	0.95	0.95	0.95
玻璃
平板	n.r.	0.98	0.85	0.85
玻璃坯	n.r.	0.9	n.r.	n.r.
沙砾	n.r.	0.95	0.95	0.95
石膏	n.r.	0.4-0.97	0.8-0.95	0.8-0.95
冰	n.r.		0.98	0.98
石灰岩	n.r.	0.4-0.98	0.98	0.98
涂料(非铝)		0.9-0.95	0.9-0.95
纸张(任何颜色)	n.r.	0.95	0.95	0.95
塑料
不透明	n.r.	0.95	0.95	0.95
大于20密耳	n.r.
橡胶	n.r.	0.9	0.95	0.95
沙子	n.r.	0.9	0.9	0.9
雪	n.r.		0.9	0.9
泥土	n.r.		0.9-0.98	0.9-0.98
水	n.r.		0.93	0.93
木头，（天然）	n.r.	0.9-0.95	0.9-0.95	0.9-0.95

n.r.n.r.=不推荐

为了优化表面温度测量准确度：

确定物体的发射率以及用于测量的设备的光谱范围。
将被测对象与周围的热源屏蔽开，避免反射。
对于温度较高的物体，尽可能使用较短波长的设备。
对于半透明材料，例如塑料膜或玻璃，确保
背景均匀且温度低于被测对象。
当发射率低于0.9时，使设备垂直于物体表面。
在任何情况下，入射角都不得超过30°。
对于1M和2M型号，避免在高环境光照条件下进行测量。
如果您拥有Raytek MT、ST或MX，请使用微米柱，