探讨如何确定红外测温仪检定距离

　　1 红外测温仪检定距离

　　在实际的检定过程中, 即使在厂家允许检定距离的范围内, 检定距离的远近也会影响检定结果, 使检定的数据相差几度。现行的 JJG( 铁道)149- 2005铁路专用轻便型红外测温仪检定规程 3.1 规定的基本误差是, 在 30～95℃范围内, 任一检定点基本误差不大于±2℃, 在 95～150℃范围内, 任一检定点的基本误差不大于±3℃。检定距离的误差会使一台红外测温仪由合格变为不合格。这样看来如何确定红外测温仪的检定距离尤为重要。

　　2 红外测温仪的工作原理

　　红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量, 红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号, 该信号再经换算转变为被测目标的温度值。

　　斯藩- 玻耳兹曼定律:

　　维恩位移定律:

　　普朗克定律:

　　式中: 第一辐射常数

　　第二辐射常数

　　从斯藩- 玻耳兹曼定律可以看出, 任何物体的表面都在连续地发出辐射能量, 除非物体的温度处在绝对零度。绝对黑体总的辐射出度或亮度正比于它的绝对温度的四次方。这一结论不仅对黑体是正确的, 而且对任何实际物体来说也是成立的。

　　维恩位移定律说明绝对黑体的光谱辐射曲线的峰值波长与绝对温度的乘积是一个确定的常数, 根据维恩位移定律, 如果能测量出绝对黑体单色辐射亮度的最大值所对应的波长, 即可算出这一黑体的温度。普朗克定律准确描述了绝对黑体的辐射能力与波长以及温度之间的关系。

　　3 红外测温仪工作原理应用

　　红外测温仪就是根据上述原理和图 2 进行测量温度的。厂家给定的距离系数 D∶S 是根据接受的能量90%来计算, 在实际检定过程, 面源黑体辐射源的直径是固定的。检定距离太远, 红外测温仪无法汇集其视场内的能量, 距离越远能量损失越大。因此检定距离不能过大(即使在厂家允许的技术参数下)。

　　4 确定红外测温仪的检定距离

　　如何在检定过程解决这一问题, 建议目标直径≥1.5S,根据上述关系, 假定所用的面源黑体辐射源直径为 100 mm,那么 S 应为 66.67 mm。假定 D∶S=6∶1(根据厂家提供的红外测温仪说明书), 则 D=400mm。通过与专家、厂家以及检定人员探讨这一问题,加上多年的实践经验, 建议在检定过程中, 检定红外测温仪的检定距离应该定为 D≤300 mm。在 D≤300 mm 检定为合格的产品, 拿到现场中去检测车轴的温度和用其他方式检测的车轴的温度试验结果一致。同时还建议在检定红外测温仪时, 在检定证书的背面, 标注出检定过程中的检定距离, 以供使用者参考。