浅谈红外测温仪的设计文献综述课件资料
红外测温原理及其应用PPT课件
I
E
I
T
I
E
A
I
R
E E
“理想黑体”
“实际物体”
既是完全吸收体 也是完全发射体
部分能量被反射 部分能量透过
发射率 =1
.
发射率 <1
34
7 红外测温注意事项
❖ 发射率的分类 材料发射率按光谱范围分为全波发射率、光谱发
射率和在某光谱范围的积分发射率。根据辐射 方向不同分为半球发射率和定向发射率等;定 向发射率中应用最多的是法向发射率。 这些不同的划分可以组合出多种不同发射率参数。 常见的发射率有四种: 半球全波发射率为物体的辐射出度与同温度下黑 体的辐射出度之比。
❖ 八十年代后期发展起来的红外摄像法较上述两 种方法具有更好的准确性和更快的响应速度。
❖ 工作原理是:物体发出的红外辐射经过摄像镜 头后打在红外摄像机内部的红外光敏元件板上, 该板将辐射能转化成电压信号,由于温度场内 不同温度的各点向外辐射红外线的强度不同, 所以经过红外敏感元件板后得到的电压信号的 强弱也不同,当这些不同强度的电压信号在摄 像机内部转化成为全电视信号并反映在电视监 视器上时,就会由于其灰度值的不同而产生亮 度依次变化的温度场图像。
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29
6 红外照相法
❖ 采用红外照相法的车削温度测量装置,如图 6.1所示。
图6.1 红外照相法. 测温装置示意图
30
6 红外照相法
❖ 测温装置安装于车床横溜板的机座板上,使刀 具、照相机相对于工件排成一线;照相机配有 专门的红外辐射聚焦调节装置;刀夹可使照相 机镜头尽可能接近工件表面,为避免切屑溅射 的影响,照相机镜头用有机玻璃罩子罩住,镜 头与工件表面之间设计了挡屑板,透过板上的 小孔可对刀具和工件表面摄影(采用高温红外 胶卷)。
浅谈红外测温仪的设计文献综述课件资料
单位代码01学号*********分类号密级文献综述浅谈红外测温仪的设计院(系)名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名指导教师2013年 2 月28 日浅谈红外测温仪的设计摘要09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上(少数长期病患者除外),大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。
传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。
红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查,通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。
红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。
近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。
这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。
关键词:51单片机、红外测温、非接触1 红外测温系统1.1 红外测温系统概述一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。
只需瞄准、按动触发器,在显示屏上读出温度数据。
红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的,危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。
红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。
红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。
红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。
近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测!设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力,食品加工。
电力设备红外测温ppt课件
适当缩小检测距离或选择视场角较小的红外仪器检 测时,被测目标可充满仪器视场,不仅使得目标附 近的背景辐射不能进入仪器视场(大气散射或目标 反射的背景辐射除外),而且检测结果在不考虑大 气衰减的情况下将与检测距离无关,还可以收到抑 制背景辐射影响的效果。
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15
红外测量有关的基本概念
1、温度 温度是反映物体冷热程度的一个物理量,温度的数 量表示法是通过温标实现的,有了温标,物体的冷 热程度才能准确客观地表示出来。 红外辐射的能量大小用物体表面的温度来度量,辐 射的能量愈大,表明物体表面的温度愈高,反之, 表明物体的表面温度愈低。
1、大气吸收和散射导致被测目标辐射信号衰减。这
种辐射信号衰减不仅增大测量误差,而且当使用
红外热像仪检测时还会降低同组设备上有无故障
部位之间的辐射对比度或相间温差。
2、辐射传输路径上大气性质的随机起伏,可导致辐
射场的空间和时间起伏。不仅会引起检测仪接收
远处目标辐射出现强度调制,当探测远距离小目
标时,会造成目标方向抖动。因此对选择检测仪
建议:被测目标尺寸超过视场大小的50%为好
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12
减小背景辐射影响的有效方法
为了减小背景辐射的影响,检测时除选择无阳光照 射的时间进行检测和采取遮挡等措施避开周围背景 辐射外,更有效的主动措施是选择合适的检测距离 与仪器视场角进行检测。
任何红外仪器都可以检测无穷远处物体辐射,若不 恰当选择检测距离,会严重影响检测结果的可靠性; 原因在于除大气衰减随距离增加而越发严重以外, 背景辐射也将进入视场来干扰检测。
的斩波频率、扫描速度、时间常数都提出要求。
.
5
红外热成像仪的工作原理
它是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标 的红外辐射信号,经过光谱滤波、空间滤波,使聚 焦的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光 敏元上,对被测物的红外热像进行扫描并聚焦在单 元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成 电信号,经放大处理,转换成标准视频信号通过电 视屏或监视器显示红外热像图。
红外测温培训课件
组织学员进行红外测温技术实战演练,模拟现场测温环境,让学员熟练掌握红外测温设备的操作方法和数据处理 技巧。
操作注意事项
强调红外测温设备的使用规范,如设备校准、测量距离、角度调整等。同时,提醒学员注意测温过程中的安全事 项,如佩戴防护设备、避免长时间直视红外光源等。
THANKS FOR WATCHING
红外测温技术应用领域
工业领域
用于监测设备运行状态,如电 力设备、机械设备、钢铁冶炼
等生产过程中的温度检测。
医疗领域
用于测量体温、皮肤温度、耳 温等,具有非接触、快速、安 全等优点。
安防领域
用于人脸识别、行为识别等, 通过测量人体表面温度分布来 实现异常行为检测、火警预警 等功能。
其他领域
如科研实验、环保监测、农业 种植等,红外测温技术也有广
1. 开机预热
启动红外测温仪,待其预热稳定后即可开 始测量。
5. 关闭测温仪
测量完成后,及时关闭测温仪以节省电能 并延长使用寿命。同时要注意保护好测温 仪,避免碰撞和损坏。
2. 选择测量模式
根据实际需要选择不同的测量模式,如单 点测温、区域测温等。
4. 测量温度
按下测温键,等待片刻即可获得测量结果 。注意在测量过程中要保持测温仪稳定, 避免晃动。
钢铁冶炼红外测温应用案例
案例一
高炉温度监测。钢铁冶炼过程中,高 炉温度是关键参数。红外测温技术可 实现对高炉表面温度的实时监测,为 高炉稳定运行提供数据支持。
案例二
连铸坯温度检测。连铸坯在生产过程 中需要严格控制温度。红外测温技术 可实现对连铸坯温度的快速、准确测 量,提高生产效率和产品质量。
化工生产红外测温应用案例
04
红外测温技术应用案例 与实战
变电运行班组红外测温PPT课件
定期的红外测温检查可以及时发现设备潜在的故障,进行及时的维修和更换, 延长设备的使用寿命。
保障电力系统稳定运行
减少设备故障对电力系统的冲击
通过预防设备故障,可以减少设备故障对电力系统的冲击,保障电力系统的稳定 运行。
提高电力系统的可靠性
通过红外测温及时发现设备异常,采取措施进行维修和更换,可以提高电力系统 的可靠性。
案例三
总结词:技术升级
详细描述:随着科技的发展,红外测温技术不断升级,在 电力系统中的应用越来越广泛,未来将朝着智能化、高精 度、快速响应等方向发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
在进行红外测温时,应确保设 备的安全,避免设备过热或受
到其他物理损害。
环境因素考虑
红外测温时应尽量减少环境因 素的影响,如风速、温度、湿
度等。
操作规范
操作人员应熟悉并遵守设备操 作规范,避免误操作导致设备
损坏或测量结果不准确。
定期维护与校准
为保证设备的准确性和可靠性 ,应定期对设备进行维护和校
准。
建议与改进措施
变电运行班组红外测温PPT课件
contents
目录
• 红外测温技术简介 • 变电运行中红外测温的重要性 • 红外测温在变电运行中的实践应用 • 红外测温的注意事项与建议 • 案例分析
01 红外测温技术简介
红外测温技术的定义与原理
定义
红外测温技术是一种利用红外辐 射原理测量物体表面温技 术,成功检测到设备异常发热,及时 发现并处理了潜在的安全隐患,避免 了设备故障和停电事故的发生。
案例二:红外测温在故障诊断中的应用
总结词:高效诊断
详细描述:在某次设备故障中,通过红外测温技术快速准确 地诊断出故障部位和原因,为抢修工作提供了有力支持,缩 短了停电时间。
红外测温仪的设计
红外测温仪的设计XXX(陕西理工学院物理与电信工程学院通信092班,陕西汉中723003)指导教师: XXX[摘要]红外测温仪是利用红外传感器对被测目标时的热辐射进行采集,通过转换电路将红外传感器采集到的光信号转换成电信号,再将电信号通过放大电路,A/D转换等单元电路处理后送到单片机中,最后单片机将带有数据信息的电信号进行分析处理,将电信号转变成与之相对应大小的温度值显示输出。
本次设计的红外测温仪主要由红外热释传感器、温度传感器、放大电路、A/D转换电路、时钟电路、显示电路等部分构成。
由于本次设计的红外测温仪的是体积小巧、价格低廉,因此在设计中使用了一些高度集成的芯片,如:放大器芯片采用LM358,A/D转换芯片采用了TLC549,核心器件采用AT89C5151单片机,红外热释传感器,温度传感器DS18B20[关键词]单片机;红外热释传感器;温度传感器;放大器[中图分类号]TN702 [文献标志码] ADesign of infrared thermometerXXX(Grade09,Class1,Major of Communication Engineering,School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:XXX[Abstract] Infrared thermometer is based on infrared radiation energy of the detected objects to determine their temperature, non-contact temperature measurement methods. With a temperature high resolution, fast response, non-disturbance measured target temperature distribution field, high accuracy and stability and good; also have measured values by the measured object emissivity, reflective heat, the atmosphere disturbances weaknesses. Infrared Thermometer is the use of infrared sensors on the target measured the thermal radiation is collected, through the conversion circuit infrared sensor collected light signals into electrical signals, then signals through the amplifier circuit, A / D conversion circuit unit after treatment sent to the MCU, the MCU will be with the final data analysis and processing of signals to be converted into electrical signals corresponding to the size of the temperature display output. The design of the infrared thermometer released mainly by the infrared thermal sensor, temperature sensor, amplifier circuit, A / D conversion circuit, clock circuit, display circuit and other parts. Since the present design of the infrared thermometer is compact, inexpensive, so the design uses some of the highly integrated chip, such as: amplifier chip LM358, A / D conversion chip using TLC549, the core device A T89C5151 microcontroller , infrared pyroelectric sensor, temperature sensor DS18B20[Key words] SCM, Pyroelectric Infrared Sensors, Temperature Sensor, Amplifiers目录Abstract (2)1 红外测温的原理 (4)2 器件选择 (4)2.1红外器件的选择 (4)2.1.1 热释电效应 (4)2.1.2 P7187热释电红外传感器 (5)2.2 LM358放大器件 (6)2.3温度传感器DS18B20 (6)2.3.1 DS18B20性能特点 (6)2.3.2 DS18B20内部结构 (7)2.3.3 DS18B20与单片机的接口电路 (9)2.4 A/D转换器TLC549 (10)2.4.1TLC549 的性能参数 (10)2.4.2 TLC549的工作原理 (10)2.5 AT89C51 (11)2.6显示器件LM016L (14)3电路设计 (14)3.1总体设计框图 (14)3.2系统原理 (15)3.3系统整体硬件电路 (15)3.3.1 复位电路设计 (16)3.3.2 上下限温度控制电路 (16)3.3.3 报警电路 (17)3.3.4 显示电路 (18)3.3.5 DS18B20温度采集 (18)3.3.6 P7187红外传感电路 (19)4调试仿真 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)1 红外测温的原理自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体,由于分子的热运动,都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波,其辐射能量与物体本身的温度关系符合辐射定律。
红外测温仪工作原理及应用(3)ppt课件
2007年热像仪培训
高热梯度
• 微小的温度变化可能预示着大问题
• 充油的设备 • 如果遮盖物不能除去
• 重型的设备
2007年热像仪培训
“冷却”可能也是不好的!
• 冷部件可能 预示有问题:
• 冷却管缺少润 滑油或者流动 受限
• 保险丝熔断
• 单相运行
2007年热像仪培训
公用设施变电站
• 安全地操作!
2007年热像仪培训
休息
到 10:50 下一课: 机械设备检测
2007年热像仪培训
机械设备检测
• 许多不同的设备型号 • 了解热流机械部分
• 知道该设备的功能和损
坏程度。
2007年热像仪培训
• 轴承 • 联轴器 • 电气连接 • 总体温度
• 弱冷
• 内部问题
电动机
2007年热像仪培训
2007年热像仪培训
线路绝缘
• 确定损失的或者丢失的 绝缘层
• 确定过程中的障碍物
• 在光滑的盖上进行检验
是不切实际的。
2007年热像仪培训
蒸气疏水阀
>248.0癋
240.0 220.0 200.0 180.0 160.0 140.0 120.0 100.0
80.0 60.0 40.0 20.0
建立检查路径
• 表中所有的设备都应被检查 • 优先考虑以下各项:
• 事故的成本 • 故障概率 • 检验的难易
• 潜在故障的早期检测
• 所有的决策人员应协同工作
• 创建以可用资源为基础路径
• 在三个周期的检验之后根据需 要进行适当修改
• 以后的检验可能要花费更长的 时间,但是会更有效
• 总的说来,“测定”的数量将随
红外测温原理及其应用 ppt课件
2020/11/24
Max Planck
1858 -1947
10Βιβλιοθήκη 式中, ❖2.3 普朗克定理
❖ 使用安全及使用寿命长。
2020/11/24
20
3.1 红外测温仪缺点
❖ 易受环境因素影响(环境温度,空气中的灰尘 等)。
❖ 对于光亮或者抛光的金属表面的测温读数影响 较大。
❖ 只限于测量物体外部温度,不方便测量物体内 部和存在障碍物时的温度。
2020/11/24
21
4 红外摄像法测量切削温度
❖ 测温速度快:即响应时间快。只要接收到目标 的红外辐射即可在短时间内定温。
2020/11/24
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3.1 红外测温仪特点
❖ 准确度高:红外测温不会与接触式测温一样破 坏物体本身温度分布,因此测量精度高。
❖ 灵敏度高:只要物体温度有微小变化,辐射能 量就有较大改变,易于测出,可进行微小温度 场的温度测量和温度分布测量,以及运动物体 或转动物体的温度测量。
• “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
2020/11/24
4
1 红外测温发展过程
2020/11/24
William Herschel 1738 - 1822
5
2 红外测温的原理
❖ 红外测温仪可捕捉从所有物体辐射出的红外能 量。红外辐射是电磁频谱的一部分,电磁频谱 中包括无线电波、微波、可见光、紫外线、伽 玛射线和X光。
(Leeds&Northrup company) 迅猛发展 双色、光纤、扫描等
红外温度计的设计与实现文
文献综述前言随着科学的发展与社会的进步以及人民生活水平的提高,对非接触式红外测温仪的需求越来越大,特别是在 2003 年的非典期间,这种需求达到了高峰。
非接触式红外测温仪不需要接触物体即可测得物体的温度,它的这个特点使得在一些比较危险的行业进行测温成为最好的选择。
2003年的非典也使对非接触式红外测温仪的研制开发达到了顶峰。
由于需求量的增大,使得人们希望能有测温性能稳定,测温距离较远而价格又很便宜的非接触式红外测温仪投入市场以满足社会的需求。
1.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系,用红外探测器测出目标的热辐射功率,就能计算出目标的表面温度,这就为红外测温奠定了理论基础。
1.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数,即:()()51,2exp /1T c M c T λλλ-=- (1—1)式中:1c —第一辐射常数,()216212 3.74183310c hc W m π-==⨯ ; 2c —第二辐射常数,()22 1.43883210hc c m K K -==⨯ ;其中:K —玻耳兹曼常数;h —普朗克常数;c —电磁波在真空中的传播速度。
图1—1图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布,从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加,这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动,其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长,低温测温仪宜选用较长的工作波段;短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快,这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
1.2斯蒂芬一玻耳兹曼定律将普朗克公式1-1对所有波长积分,便可得到描述单位面积黑体辐射到半球空间的总辐射功率,即()4,0T T M M d T λλσ∞==⎰ (1—2) 式中,()8245.67010W m K σ--=⨯ ,称为斯蒂芬一玻耳兹曼常数。
红外测温工作原理ppt课件
T
B
A log( e1 ) log( E1 )
e2
E2
T:目标温度
A,e1:B:第常一数波段内发射率
e2:第一波段内发射率
E1:第一波段内目标能量 E2:第:一坡波度段内(目双标色能测量温仪要调的是坡度而不是发射率)
9
探头到目标的距离 测量斑直径大小
测斑直径
2.5 7.5
14
21
0.1 0.3
0.6
0.8
= D:S
33
mm
1.3
英寸
测量距离
0
25
50
0
1
2
76 3
130
mm
5
英寸
10
普朗克定律:
式中:
M bb (T )
C1
5
eC
2
/
1
T
1
第一辐射常数:
C1 2hc2 (3.7415 0.0003) 108W m2 m4
I
R
E E
“理想黑体”
既是完全吸收体 也是完全发射体
发射率 =1
“实际物体”
部分能量被反射 部分能量透过
发射率 <1
8
材料种类 表面状况(抛光,粗糙,氧
化,喷砂) 表面几何形状(平面,凹
面,凸面) 表面理化结构状态(如
沉积物,氧化膜,油膜 等)
透过率(例如塑 料薄膜)
测量温度 测量角度
.8
.6
1.5 mm (60 Mil)
.4
.2 6 mm (240 Mil)
2
3
4
5
6
8
有关红外线测温仪毕业设计的文献综述
文献综述目前,众所周知的测量温度的工具有电子体温计,传统的水银温度计。
随着社会节奏的加快,父母如果要帮助孩子测体温是非常不方便的一件事情。
而且对于小孩是好动的,帮他们测量温度一定是非常麻烦的事情。
对于帮助老人测量温度,由于老人不方便,使用传统温度计是非常不方便的,而且老人视力不好,不容易看清楚体温计上面的温度刻度。
在人流量大,人群密集的地方,如果使用体温计去检查具有某种特征的疾病,是及其不方便的,并且效率是非常低的。
在针对因体温升高为特征的传染疾病时,因为必须接触身体才能精确地检查出温度来,所以大规模的接触,是非常不卫生,非常不安全的。
红外测温仪[1]却可以在人流量大,人群密集的地方,并且可以快速的,准确的测量人群的体温,迅速的判断其是否有某种疾病的特征。
可以进行广泛的体温筛选。
红外测温仪具有很多传统温度计不能相提并论的地方,由于许多的传染病发生的时候,常常都是会引起人体体温的升高。
所以,快速准确的排除出发热的病者,对于发现和控制传染源,防止病情扩散,防止引起人传人的现象是有非常重大的意义的。
红外测温仪因为其特有的快速准确的测量病人的温度,为广大医护人员检测病情提供了非常大的帮助,可以非常有效的预防和控制因体温升高为特征的传染疾病的传播。
红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术,它综合了光电成像技术、计算机技术、图像处理技术。
其原理是通过接收物体发出的红外线,然后将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况具有准确、实时、快速等优点。
自然界的任何物体因为其内部的分子不停的无规则的运动都会向外辐射红外能量,从而在物体表面形成一定的温度场俗称“热像”[2]。
红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量测出设备表面的温度及温度场的分布,从而判断设备发热情况。
目前应用红外诊技术的测试设备比较多如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。
像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像使测试效果直观灵敏度高能检测出设备细微的热状态变化准确反映设备内部、外部的发热情况可靠性高对发现设备隐患非常有效。
电力设备红外测温ppt课件
温差。
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21
9、空间分辨率
整机的空间分辨率参数是概括了物镜、摄像管、视 频电路和显像管各个分辨率影响的综合参数。
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25
外壳温度分布
内部线路或器件故障导致发热,热量可以通过传 导、对流等形式传递到外壳,通过红外热成相仪 可直接在外壳上发现温度异常。
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26
电力设备故障红外探测的原理
红外辐射的发射及其规律:
红外辐射(或红外线,简称为红外),就是电磁波 谱中比微波波长还短、比可见光的红光波长还长的 电磁波。具有电磁波的共同特征,都以横波形式在 空间传播,并且在真空中都有相同的传播速度;
电力设备红外测温
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1
红外技术的起源和发展
1800年,英国物理学家F.W.赫胥尔做了个实验,让 阳光通过一个大三棱镜,在白色屏上展示出一副七 色光带,然后将七支体温计分别挂在每种单色光带 上,为了监测环境温度,又在七色光带周围放置几 个温度计。实验结果令他大为惊奇:
从紫外区到红光区的温度显示象阶梯一样,一个比
λmT=2897.8um·K
该关系式称为维恩位移定律,它表明最大辐射波长 等于一个常数与物体温度之比。即物体越热其最大 辐射波长越短。
工业状态检测用红外热像仪一般工作在远红外波段。
.
30
3.辐射功率随温度的变化规律——斯蒂芬-玻耳兹曼 定律
斯蒂芬-玻耳兹曼定律描述的是黑体单位表面积向整 个半球空间发射的所有波长的总辐射功率Mb(T) 随其温度的变化规律。
.
23
《红外测温仪原理》课件
2023
PART 02
红外测温仪的原理
REPORTING
红外辐射的基础知识
01
02
03
红外辐射定义
红外辐射是波长在760纳 米至1毫米之间的电磁波 ,位于可见光和微波之间 。
红外辐射特性
红外辐射具有与物体温度 密切相关、能够穿透云雾 、不受可见光影响等特性 。
红外辐射来源
一切温度在绝对零度以上 的物体都会产生红外辐射 ,但只有一定波长的辐射 可以被测温仪接收。
反射镜的作用是将经过物镜和滤光片聚焦 的红外辐射反射到探测器上。
探测器
类型
红外测温仪的探测器通常采用热电堆或热释电探测器。
热电堆探测器
热电堆探测器由多个热电偶串联而成,每个热电偶由两个不同材料的导体组成。当红外辐 射照射到热电偶上时,会产生电压差,通过测量这个电压差可以计算出目标物体的温度。
热释电探测器
2023
REPORTING
THANKS
感谢观看
REPORTING
在工业生产中的应用
设备检测和维护
红外测温仪能够快速检测出设备异常 部位的温度变化,帮助预测和预防设 备故障,提高生产效率和安全性。
质量控制
通过检测产品表面的温度分布,判断 产品质量,如塑料、玻璃等材料的冷 却过程控制。
在医疗领域的应用
人体温度检测
非接触式测量人体温度,尤其在疫情期间,红外测温仪成为快速筛查发热病人 的重要工具。
红外测温仪的发展历程
总结词
红外测温仪经历了从模拟式到数字式、从单一测温到多功能测温的发展过程。
详细描述
最初的红外测温仪是模拟式的,精度和稳定性较差;随着技术的发展,数字式红 外测温仪逐渐普及,具有更高的精度和稳定性;现在,多功能测温仪已经成为主 流,除了测量温度外,还可以测量物体的发射率、湿度等参数。
红外测温系统PPT资料(正式版)
1. 引言
• 温度是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参 数,许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和 控制,特别是在化工、食品等行业生产过程中, 温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能 。
• 传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等,因 要与被测物质进行充分的热交换,需经过一定的 时间后才能达到热平衡,存在着测温的延迟现象, 故在使用过程中存在一定的使用局限 。红外测温 仪属于非接触的实时测温装置。
2021/8/6
3.红外测温仪工作原理
热
光
调
热释
辐
学
制
电红
电子放
射 体
系
盘
统
外探 测器
大器
显 示 器
调制盘
工作原理为辐射体发出的红外辐射,进入光学系统,经调制器 把红外辐射调制成交变辐射,由探测器转变成为相应的电信号。该 信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内的算法和目标发射 率校正后转变为被测目标的温度值,并显示在液晶屏上。
式(2)中黑体的热辐射定律正是红外测温技术的理论基础。
感器上。
• 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光 经过测量电路处理过的信号,经过输入端口进入A/D转换电路,ICL7106进行A/D转换,再与标准段的EDS801显示屏显示出被测物的
温度。
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红外测温仪的设计
程序的下载 ,μ’nSP 部分产品均内置有在线仿 真接口 ,即 ICE ( In - Chip - Emulator) 接口 。该接口 方式适用于内部 ROM 存储空间为闪存的 ( FLASH) 。 该种产品硬件开发工具较为简单 ,只需要一个在线 调试器 ( PROBE) 即可以完成 。PROBE 既是一个编程 器 (即程序烧写器) ,又是一个实时在线调试器 。用 它可以替代在单片机应用项目的开发过程中常用的 软件工具 —硬件在线实时仿真器和程序烧写器 。 PROBE 工作于凌阳集成开发环境软件包下 ,其 5 芯 的仿真头直接连接到目标电路板上单片机相应管 脚 , 来调试 、运行用户编制的程序 。PROBE 的另一 头是标准 25 针打印机接口 ,直接连接到计算机打印 口与上位机通讯 ,在计算机 IDE 集成开发环境软件 包下 ,完成在线调试功能 。 5 结果分析与总结 511 主要性能
第 27 卷第 2006 年
2 2
期 月
煤 Coal
矿 机 械 Mine Machinery
Vol127No12
Feb. 2 0 0 6
文章编号 :100320794 (2006) 0220195203
红外测温仪的设计
王中训1 , 于 澎2 (1. 烟台大学 光电学院 , 山东 烟台 264005 ; 2. 烟台新烟食品有限公司 , 山东 烟台 264000)
收稿日期 :2005209227
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单位代码01学号*********分类号密级文献综述浅谈红外测温仪的设计院(系)名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名指导教师2013年 2 月28 日浅谈红外测温仪的设计摘要09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上(少数长期病患者除外),大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。
传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。
红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查,通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。
红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。
近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。
这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。
关键词:51单片机、红外测温、非接触1 红外测温系统1.1 红外测温系统概述一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。
只需瞄准、按动触发器,在显示屏上读出温度数据。
红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的,危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。
红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。
红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。
红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。
近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测!设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力,食品加工。
冶金、石化、医疗、科研等多种行业中[2]。
由于红外热像仪价格昂贵,这大大限制了它的推广应用,而点式红外测温仪价格相比较来说还是较低的,就测温精度来说,点式红外测温仪和红外热像仪相比精度相当,并且很多应用场合精度要求不是很高,可以采取一定措施弥补其缺点,而又不太大的增加其成本。
1.2红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射特性:辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切的关系,因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,使能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
发射率是表征物体辐射红外线的能力,它是相同温度和波长下的实际物体与黑体的单色辐射出度之比,所以亦称比辐射率,它是表征物体辐射本领的重要热物性参数,发射率越大,物体表面的辐射率越强。
大部分有机物或金属氧化物表面的发射率都在0.85-0.98之间,光洁的金属表面或抛光的物体发射率很低,所以,材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度都是影响发射率的主要因素[3]。
1.3 红外测温仪的分类红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列。
红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪。
1.4 红外测温的应用红外测温,由于是非接触式,而且可测得温度的低温为负的温度,高温可达3000℃,因此,在工业部门的钢铁、水泥、化工、石油、轻工食品加工、空调制冷、汽车检测、沥青路面、玻璃制造、设备诊断、造纸、消防等等部门都可以广泛应用。
由于红外测温是测量物体的表面温度,故测量结果与被测目标的表面状况有关系,因此,在应用技术上要注意以下问题:1)正确设定辐射系数前面介绍的普朗克定律是对黑体而言的,黑体的发射系数1,而自然界中存在的物体,几乎都不是黑体,它们的辐射系数都小于1.如何正确选择被测物体的发射率呢?一般有几种方法:a)参考厂家说明书中给出的不同材料的发射率来选定。
b)在低于260℃的物体,可在被测物体上一块标准发射率的纸,在温度达到平衡时,用测温仪分别测量覆盖和紧邻的未覆盖部分的温度,便可求出被测物体的发射率。
c)用热电偶或其他方法先测出物体的真实温度,用此温度来校准红外测温仪。
即细节测温仪的发射率值,使指示的温度与真实温度一致,此时的发射率就是被测物体的发射率。
2) 正确选择距离系数用D表示测温仪到目标的距离,S表示目标的直径,距离系数为D:S.此系数越大,表示光学分辨率越高。
当D:S=12:1时,距离为900mm时,目标直径必须大于86mm,这样才不会引起测量误差,目标直径必须充满现场,而且最好有115倍的余量[4]。
2 红外测温仪的实现方案方案一运用嵌入式控制系统作为核心处理模块,这种方法由于运作成本较高,而且嵌入式系统程序控制较为复杂,所以这种方法不常被人们所采用。
方案二选用透射式光学系统汇聚辐射红外线,核心处理通过8031,用8位常见型AD0809进行模数转换,由于8031内部没有程序存储器,需要扩展,使系统变得复杂且增加了成本,而8位的AD0809无法满足系统要求,所以放弃该方案。
方案三选用多视场菲涅尔透镜将红外线能量集聚起来,以扩大其探测距离;采用LN074B型的二元红外探测头进行光电转换,提高干扰能力。
采用内部带有程序存储器的8051作为核心处理模块,A/D转换器则用12位11通道的TLC2543来实现,可增加系统的精度。
综上所述,比较红外测温仪的三种实现方案,方案三较其他两种方案有着成本较低,控制单元简单,精度较高等多种优点[5]。
3 红外测温仪整体系统构架红外热释电效应测温仪的整体系统构架功能模块框图如图3.1所示。
图3.1 整体系统功能模块框图3.1红外光学系统红外测温仪光学系统的作用是重新改善光束的分布,更有效地利用光能。
红外光学系统的使用可大大提高灵敏面上的照度,从而提高仪器的信噪比,增大系统的探测能力。
常用的红外光学系统有三种结构形式,即透射式光学系统(辐射束通过其中的折射介质);反射式光学系统(辐射束受到其中一个或几个反射镜的反射);组合式光学系统(由透射式和反射式系统组合而成)[6]。
其中,反射式的灵敏度最低,探测距离一般为2-10m;组合式居中,兼有反射式和透射式的优、缺点,反射式系统的红外传感器要置于镜前,体积大,不好密封,在防尘、防水、抗击、隐蔽性等方面较差,尤其在防盗报警方面不宜采用。
而透射式系统的体积小,密闭容易,稳定性好,其价格相对较低,因此目前国外多采用透射式系统[7]。
由于单透镜系统结构简单,加工方便,在成像质量要求不高、通光口径较小的场合使用,正好满足红外测温仪的要求。
图3.2单透镜光学系统示意图菲涅尔透镜是一种塑料注成的薄透镜,片上刻有精细的镜面和排列有序的纹理,它是根据对灵敏度和接收角度的要求来设计和制作的,技术精度要求相当高。
一片好的透镜必须表面光洁、纹理清晰,厚度在0.65mm左右,对红外光的透过率要高于65%[8]。
3.2红外探测器红外探测器是红外测温仪的重要组成部分,它的主要功能是测定红外辐射的大小并将其转变为其他形式的能量(多数情况是转变为电能)以便应用。
一个完整的红外探测器包括红外敏感元件、红外辐射入射窗口、外壳、电极引出线以及按需要而加的光阑、冷屏、场镜、光锥、浸没透镜和滤光片等,在低温工作的探测器还包括杜瓦瓶,有的还包括前置放大器。
按探测器的工作机理区分,可将红外探测器分为光子探测器和热探测器两大类[9]。
3.3红外信号的调试调制实质上是指对所需处理的信号或被传输的信息做某种形式上的变换,使之便于处理或传输。
对于红外系统,当被测物体温度一定时,由目标所发射的辐射通量总是恒定的,位于一定距离处的红外系统所接收到的辐射通量也是恒定的。
为了探测目标,需要对目标辐射能进行调制,即把红外系统接收到的恒定辐射能转换成随时间变化的断续的辐射能,以便热释电红外探测器接收以及后续电路的处理[10]。
3.4信号的放大和滤波热释电探测器接收到红外辐射能量后,转变为交变脉冲电信号。
这种电信号是十分微弱的,通常只有几毫伏至几十毫伏。
对这种微弱的电信号,既无法直接显示,又很难做进一步的分析处理。
因此,要将信号进行数字化的处理,则须把信号放大到数伏量级才能被一般的模数转换器所接受[11]。
另外,由于信号中不可避免地包含有各种噪声,所以必须要对探测器检测到的信号进行滤波,以使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号。
以往这种滤波器主要采用无源元件R、L和C组成,六十年代以来,集成运算放大电路获得了迅速发展,由它和R、C组成的有源滤波器,具有不用电感、体积小、重量轻等优点[12]。
此外,由于集成运算放大电路的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又低,构成有源滤波器后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
3.5电源电路的设计单片机等器件的工作离不开直流电源,实现方案所用的电源大部分均为5V,因此系统中很有必要设计一款简单实用的直流稳压电源作为供电电源。
因为采用数字集成电路,速度快、效率高,所以整机的功耗都不大。
总结通过对红外测温仪背景及设计方案等相关内容的查找,我学习到各种方案之间的不同以及认识到它们各自的优缺点,使我对红外测温仪装置有了自已的设计思路。
在查找资料过程中,我反复研究了多种设计方案,发现了其中的特点,同时对设计中常用芯片有了深入认识,使我在学到更多东西的同时也必将为我接下来的毕业设计打下坚实的基础。
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