双色测温仪工作原理及其应用

　　一、引言

　　在许多工业领域,监测温度是生产过程中极其重要的组成部份。非接触式测温仪已成为厂家改进产品质量的重要工具。非接触式测温仪测量物体表面温度,无需接触被测物体,只测量其在0.7～1.4μm电磁频谱区域发出的红外辐射。由于这种仪器为非接触式测温,通常用于测量运动的、不可接近的或一接触就会损坏的物体,也可用于温度极高的物体的测温。

　　双色测温仪比单色测温仪有突出的优点。Raytek双色测温仪是一种高速、高效、耐用的高性能新一代智能红外测温仪。在极其恶劣的条件下,如空气中有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒,以及目标不充满视场的情况下,双色测温仪均能保证精确的温度测量。特别是在接收能量衰减的情况下,双色测温仪仍能保持高精度。因此,Raytek双色测温仪具有极其广泛的应用前景。

　　二、工作原理

　　双色红外测温仪由光学系统、分色片或滤光片、红外探测器、信号处理器以及显示输出部分组成。如图1所示。

　　红外辐射能量被透镜接收并聚焦在双波段滤光片红外探测器上,滤光片将红外辐射能分成两个波段,波长范围为0.75～1.1μm和0.95～1.1μm。通过每个滤光片的红外辐射被两个独立的红外探测器接收并转换成电信号,然后经过信号处理器计算两个信号的比值及环境温度补偿后给出测温数据并显示输出。

　　双色测温仪是测量物体在两个不同光谱范围发出的辐亮度,并将这两个辐亮度之比换算成物体的温度。因此,在原理上根本不同于单色测温仪。双色测温仪的关键在于两个波段的选择。选择原则为:两个波段的信号比值对温度的变化敏感,当温度有较小变化时,而两个波段内信号的比值仍然较大,这样就会使仪器有较大的温度分辨率。Raytek双色测温仪采用Si探测器,其光谱灵敏度随波长超过1.1μm而迅速下降。因此,长波限选在1.1μm最为有利。短波为0.5μm,波长短于0.5μm时,目标发射出的能量很少。Raytek双色测温仪采用高速数字信号处理,双向RS485通讯,可远程设置参数。

　　三、特点及性能

　　Raytek双色测温仪的特点是在恶劣条件下提供准确的温度。双色测温仪采用两个波段信号的比值计算目标的温度而不是用绝对值。双色测温仪的基本方程为:

式中T——目标的温度

　　e₁——第一波段内目标的发射率

　　e₂——第二波段内目标的发射率

　　E₁——第一波段内目标的能量

　　E₂——第二波段内目标的能量

　　A、B——标定常数