如何正確選擇紅外線溫度傳感器，紅外線溫度傳感器工作原理解析

如何選擇紅外溫度傳感器，我們需要根據(jù)它的一些性能指標(biāo)來判定，光學(xué)分辨率、響應(yīng)時(shí)間、工作波長、溫度范圍等，環(huán)境和工作條件也是重要的考慮因素，隨便著紅外技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶的選擇也越來越多，下面給大家詳細(xì)介紹一下：

一、確定光學(xué)分辨率

光學(xué)分辨率由D與S之比確定，是傳感器到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果傳感器由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的傳感器。光學(xué)分辨率越高，即增大D:S比值，測溫儀的成本也越高。

二、確定響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間表示紅外溫度傳感器對被測溫度變化的反應(yīng)速度，電磁流量計(jì)定義為到達(dá)最后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。新型紅外溫度傳感器響應(yīng)時(shí)間可達(dá)1ms。這要比接觸式測溫方法，快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外溫度傳感器，否則達(dá)不到足夠的信號響應(yīng)，會降低測量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外溫度傳感器。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時(shí)，測溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求了。因此，紅外溫度傳感器響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng)。

三、信號處理功能：

測量離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，要求紅外溫度傳感器有信號處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）。如測溫傳送帶上的玻璃時(shí)，就要用峰值保持，其溫度的輸出信號傳送至控制器內(nèi)。

四、環(huán)境條件考慮

溫度傳感器所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響，應(yīng)加以考慮、并適當(dāng)解決，否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時(shí)，應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。調(diào)查煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信號，雙色溫度傳感器是最佳選擇。在噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境條件下，或其他惡劣條件下，光纖雙色溫度傳感器是最佳選擇。

五、確定測溫范圍

測溫范圍是傳感器最重要的一個(gè)性能指標(biāo)，每種型號的傳感器都有自己特定的測溫范圍。因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全，既不要過窄，也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此，測溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好。

六、確定目標(biāo)尺寸

紅外溫度傳感器根據(jù)原理可分為單色溫度傳感器和雙色溫度傳感器。對于單色溫度傳感器，在進(jìn)行測溫時(shí)，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿傳感器視場。電磁流量計(jì)建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場，背景輻射能量就會進(jìn)入傳感器的視聲符支干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。相反，如果目標(biāo)大于測溫儀的視場，測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。

七、確定波長范圍

目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應(yīng)或波長。對于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測量金屬材料的最佳波長是近紅外，可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的，紅外能量會穿透這些材料，對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm（被測玻璃要很厚，否則會透過）波長;測量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長，聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長，測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長，測量火焰中的N02用4.47μm波長。

?紅外線溫度傳感器工作原理

紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，太陽光譜的各種單設(shè)廣的熱效應(yīng)從紫色光到紅色光是逐漸增大的，而且最大的熱效應(yīng)出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍之內(nèi)，因此人們又將紅外輻射成為熱輻射或者熱射線?！醾鞲衅魇抢幂椛錈嵝?yīng)，使探測器件接收輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使傳感器中一欄與溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過賽貝克效應(yīng)來探測輻射的，當(dāng)器件接收輻射后，引起一非電量的物理變化，也可通過適當(dāng)變化變?yōu)殡娏亢筮M(jìn)行測量