完整版红外测温传感器
传感器原理及其应用-第10章-红外传感器重点
第10章 红外传感器
10.2 红外传感器
红外传感器是将红外辐射能量的变化转换为电量变化的一种传 感器,也常称为红外探测器。它是红外探测系统的核心,它的 性能好坏,将直接影响系统性能的优劣。选择合适的、性能良 好的红外传感器,对于红外探测系统是十分重要的。
按探测机理的不同,红外传感器分为热传感器和光子传感器两
维恩公式比普朗克公式简单,但仅适用于不超过3000 K的温 度范围,辐射波长在0.4~0.75m 之间。当温度超过3000 K时, 与实验结果就有较大偏差。
从维恩公式可以看出,黑体的辐射本领是波长和温度的函数, 当波长一定时,黑体的辐射本领就仅仅是温度的函数,这就是 单色辐射式测温和比色测温的理论依据。
武汉理工大学机电工程学院
第10章 红外传感器
近年来,红外技术在军事领域和民用工程上,都得到了广泛 应用。军事领域的应用主要包括: (1) 侦查、搜索和预警; (2) 探测和跟踪; (3) 全天候前视和夜视; (4) 武器瞄准; (5) 红外制导导弹; (6) 红外成像相机; (7) 水下探潜、探雷技术。
10.2.1 红外光子传感器
红外光子传感器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下, 产生光电效应,使材料的电学性质发生变化。通过测量电学性 质的变化,就可以确定红外辐射的强弱。
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第10章 红外传感器
按照红外光子传感器的工作原理,一般分为外光电效应和内 光电效应传感器两种。内光电效应传感器又分为光电导传感器、 光生伏特(简称光伏)传感器和光磁电传感器3种。 (1) 大部分外光电传感器只对可见光有响应。可用于红外辐射 的光电阴极很少。S-1(Ag-O-Cs)是一种。它的峰值响应波长 是0.8 m,光谱响应扩展到1.2 m。目前外光电效应探测器只用 于可见光和近红外波长范围。
FST600-400 高精度在线式红外温度传感器 产品说明书
高精度在线式红外温度传感器产品说明书(V1.0)湖南菲尔斯特传感器有限公司Hunan Firstrate Sensor Co.,Ltd●重要声明非常感谢您购买菲尔斯特传感器(变送器),我们为您真诚服务到永远。
菲尔斯特追求卓越不凡的品质,更注重良好的售后服务,如有问题,请拔打:400-607-8500(7×24h)。
操作错误会缩短产品的寿命,降低其性能,严重时可能引起意外事故。
请您在使用前务必仔细熟读本说明书。
将本说明书交到最终用户手中。
请妥善保管好说明书,以备需要时查阅。
说明书供参考所用,具体设计外形以实物为准。
●产品概述FST600-400红外测温仪通过红外探测器(热敏探测器和光电探测器)将红外辐射能量测出并转变成电信号,再根据辐射基本定律转换为温度并将温度信号通过显示仪表显示出来,它主要由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理等部分组成。
FST600-400红外测温仪可用于温度过高或过低、高电压的区域以及高速运转的机械温度的测量,且测量者不必靠近这些特定环境,同时产品反应速度快、灵敏度高。
由于是非接触测量,这样测量过程不会改变被测物体的温度,所以测量结果真实可靠。
●产品特点●无需接触被测目标●方便测量难以接近或移动的目标●反应速度快、精确度高●可满足各种工况场合要求●安装简单,多种测温范围可选●应用范围●电力设备●现代化医疗领域●食品工业●化学工业●建筑行业●机械加工控制领域●技术指标测温范围(℃)-70~380℃可定制输出信号:(4~20)mA,RS485可定制信号线规格:2Wire4Wire供电电压:12-30VDC测温精度:测量值的±2%或±2.5℃(环境温度:23±5°C)光谱范围:8-14um环境温度:(0~+60)°C储存温度:(-20~+80)°C响应时间:300ms(95%)D:S:10:1防护等级:IP65材料:304●电气接口直接出线:红色:电源正(+Vcc)黑色:输出(Iout)红色:电源正(+Vcc)黑色:GND绿色:RS485A白色:RS485B注:具体接线方以线标为准。
北京红外测温原理使用说明
北京红外测温原理使用说明1. 引言随着新冠疫情的爆发,防控措施成为了重中之重。
其中,测量人体温度是一个非常重要的步骤。
北京红外测温设备就是一种快速、非接触式的测温工具,可以在短时间内对人体体温进行准确的测量。
本文将详细解释北京红外测温设备的基本原理,并提供使用说明。
2. 基本原理北京红外测温设备是基于红外辐射原理实现人体温度测量的。
该设备利用了物体发射和吸收红外辐射能量的特性。
2.1 热辐射所有物体都会发出热辐射,其强度与物体的温度有关。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,物体发射的热辐射功率与其表面积和绝对温度的四次方成正比。
2.2 波长选择不同温度下物体发出的热辐射主要集中在不同波长范围内。
根据韦恩位移定律,物体的最大辐射波长与其温度成反比。
因此,通过选择合适的波长范围可以提高测温设备的准确性。
2.3 红外传感器北京红外测温设备采用了特制的红外传感器,该传感器能够接收人体发出的红外辐射,并将其转换为电信号。
这些传感器通常由半导体材料制成,具有快速响应和高灵敏度的特点。
2.4 热像仪热像仪是北京红外测温设备中的核心部件之一。
它能够将接收到的红外辐射转换为可见光图像,从而直观地显示出物体表面的温度分布情况。
2.5 温度计算通过对热像仪拍摄到的图像进行处理和分析,可以得到物体表面各点的温度信息。
这通常涉及到对图像中每个像素点的亮度进行计算,并结合预先校准好的参数来推算出实际温度值。
3. 使用说明接下来我们将介绍如何正确使用北京红外测温设备。
3.1 设备准备在使用之前,首先需要确保设备处于正常工作状态。
检查设备的电源是否连接正常,红外传感器是否清洁无尘。
3.2 测量环境在进行测温时,应选择一个适当的环境。
避免强光直射、空调风口、电磁干扰等情况,以免影响测量结果的准确性。
3.3 测温距离为了保证测温的准确性,应将测温设备与被测物体保持一定距离。
通常建议将设备与被测物体间距离保持在0.5米至1米之间。
3.4 扫描方式将测温设备对准被测物体,按下扫描按钮进行扫描。
高温测温传感器
高温测温传感器高温测温传感器文档一、引言高温测温传感器是一种能够测量高温环境中温度的传感器。
高温环境中的温度测量对于许多工业领域来说非常关键,例如钢铁冶炼、玻璃生产和石油化工等行业。
本文档将介绍高温测温传感器的工作原理、应用领域和未来发展趋势。
二、工作原理高温测温传感器利用电阻、热电效应或红外辐射等原理来测量高温环境中的温度。
其中最常用的是热电阻温度传感器和红外温度传感器。
1. 热电阻温度传感器热电阻温度传感器是利用材料的电阻随温度的变化来测量温度的。
常见的热电阻材料有铂、镍和铜镍合金等。
当热电阻传感器暴露在高温环境中时,传感器的电阻会随着温度的升高而增加。
通过测量电阻的变化,可以计算出环境的温度。
2. 红外温度传感器红外温度传感器是利用物体发射、吸收和传输红外辐射的原理来测量温度的。
它可以测量目标表面的红外辐射功率,并将其转换为相应的温度值。
红外温度传感器通常包括一个红外探测器和一个信号处理单元。
探测器接收红外辐射,并将其转换为电信号,信号处理单元则将电信号转换为温度值。
三、应用领域高温测温传感器在许多行业中广泛应用,以下是其中一些典型的应用领域:1. 钢铁冶炼钢铁冶炼是一个高温环境下的过程,需要精确测量炉温以确保生产质量和工艺控制。
高温测温传感器可以安全、准确地测量炉内温度,帮助提高生产效率和生产质量。
2. 玻璃生产玻璃生产过程需要在高温下进行,需要对炉温进行实时监控。
高温测温传感器可以快速响应温度变化,并提供准确的温度数据,帮助调整生产参数以获得所需的玻璃质量。
3. 石油化工石油化工行业也是一个高温环境下的行业,需要对储罐、反应器和管道等设备的温度进行监测。
高温测温传感器可以在极端条件下提供可靠的温度测量,确保设备的安全运行。
其他行业中也广泛使用高温测温传感器,例如航空航天、电力、汽车和船舶等。
四、未来发展趋势随着科技的进步和工业需求的增加,高温测温传感器也在不断发展,有以下几个趋势:1. 高温测温传感器的测量范围将进一步提高。
暖释电红外线传感器D204S的技术规格书说明书
热释电红外线传感器D204S标准规格和尺寸窗口尺寸4*3mm红外接受电极2.6*1mm,2elements封装TO-5接收波长5—14μm 透过率≥75%输出信号峰值[Vp-p]≥3500mV 灵敏度≥3300V/W 探测率(D*) 1.4×108cmHz 1/2/W噪声峰值[Vp-p]<80mV 输出平衡度<10%源极电压0.3~1.2V 电源电压3~15V 工作温度范围-30~70ºC 保存温度范围-40~80ºC注意:1.不要在超出产品规格范围的情况下使用本产品.2.在产品封样过程中,双方对承认书需书面确认。
以便保证批量产品无误。
3.本说明书中提到的应用电路仅作为标准使用范例.请注意根据外围设施来设计电路并调整参数设置.4错误的使用,会导致危险和人身伤害。
产品概述热释电红外线传感器是利用材料自发极化随温度变化的特征来探测红外线辐射的传感器,采用双灵敏元设计,抑制环境温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。
本产品应用广泛,例如智能玩具,自动灯开关,感应门等,特别适用于智能玩具应用场合。
入射视角图等效电路图输出触发模式测试方法测量条件♦环境温度25ºC♦黑体温度420K(@147˚C)♦调制频率1赫兹,0.3-3.5赫兹△f♦放大倍数72.5dB测量条件双元传感器的灵敏平衡度是通过测量每个单元的灵敏度(即单个输出峰值电压),并采用下列公式计算得出。
平衡度=|VA-VB|/(VA+VB)×100%VA=A面的灵敏度(mVp-p)VB=B面的灵敏度(mVp-p)典型应用电路注意:U1A-D:LM324电源:12VDCRs=47KΩ,作为参考电压设置电阻模拟PIR+数字芯片典型应用模拟PIR+数字芯片(ISB01)应用参考图注意事项一、电路设计方面1.PIR与其他器件的连线要越短越好,双面板或多层板上,该连线下方尽量不要走线,尤其是不能有大电流的走线。
红外测温仪使用说明
红外测温仪使用说明一、红外测温仪简介红外测温仪是一种利用红外线技术测量目标物体表面温度的仪器。
它通过测量目标物体所辐射出的红外线,转化为温度值,并以数字或模拟信号的形式显示。
红外测温仪广泛应用于工业、医疗、能源等领域,具有测温速度快、无需接触目标物体、测量范围广等优点。
二、使用前准备1.检查仪器是否完好无损,如有损坏请勿使用。
2.确保红外测温仪已安装好电池或外接电源,并保证电量充足。
3.熟悉红外测温仪的按键和显示屏幕,了解各个功能的作用。
三、使用步骤1.打开红外测温仪电源开关,仪器开始自检。
待显示屏幕亮起后,红外测温仪即可使用。
2.确定目标物体与红外测温仪之间的距离。
一般来说,目标物体与仪器的距离应在测量距离范围内,避免测量结果的误差。
3.瞄准目标物体,保持红外测温仪与目标物体的垂直位置,按下测量键进行测量。
4.在目标物体的表面上,测温仪会形成一束红外线瞄准点。
确保瞄准点完全覆盖目标物体的表面,以获取准确的测温结果。
5.等待一段时间,直至测温仪稳定显示目标物体的温度数值。
测温仪会自动计算并显示出测量结果。
6.若需要连续测量,可以按下测量键进行下一次测量。
如果需要退出测温模式,只需按下退出键即可。
7.测量结束后,关闭红外测温仪电源开关,确保电源和红外传感器的安全。
四、注意事项1.使用红外测温仪时,请注意环境的温度对测量结果的影响。
高温或低温环境可能导致测温仪的测量精度下降。
2.在测量过程中,应尽量避免测温仪与目标物体之间有障碍物,以免影响红外传感器接收到的红外线信号。
3.对于不同类型的目标物体,需要选择合适的测温模式。
例如,对于液体或固体等目标物体,可选择单点测温模式;对于拱形物体或多个目标物体,可选择最大值或最小值测温模式。
4.在测量不同温度范围的目标物体时,应根据目标物体的温度范围选择合适的红外测温仪。
5.使用过程中,应定期清理红外测温仪的红外传感器和显示屏,以保证测量精度和显示效果。
6.红外测温仪应存放在干燥、清洁、无腐蚀气体和直射阳光的地方,避免受潮、腐蚀和损坏。
中文_MLX90614红外传感温度计
Vdd GND
Vdd 3
C1
0.1uF CON1 C1 value and type may differ in different applications for optimum EMC
MLX90614 connection to SMBus
图 1 典型应用电路图
总体描述 (续)
MLX90614 集成了由迈来芯开发和生产的两款芯片: 红外热电堆传感器 MLX81101 信号处理专用集成芯片 MLX90302,专门用于处理红外传感器输出信号。 器件为工业标准 TO-39 封装。 由于集成了低噪声放大器、17 位模数转换器和强大的数字信号处理芯片 MLX90302,使得高精度和高分辨度的 温度计得以实现。计算所得物体温度和环境温度存储在 MLX90302 的 RAM 单元,温度分辨率为 0.01 ˚C,并 可通过两线 SMBus 兼容协议接口 (0.02°C 分辨率)或是 10 位 PWM (脉宽调制) 输出模式输出。 MLX90614 出厂校准的温度范围为:环境温度 -40…125 ˚C,物体温度 -70…382.2 ˚C。 传感器测量的温度为视场里所有物体温度的平均值。MLX90614 室温下的标准精度为±0.5ºC。医疗应用版本的 传感器可在人体温度范围内达到±0.1ºC 的精度。 在应用设计中需要注意上述精度是当传感器在热平衡和等温条件下才能保证和达到的。(传感器封装里没有温差) 封装内部的温差会影响温度计测量的精度,如下因素会造成温差:传感器背部的热电子,传感器背部或旁边的 加热器/冷却器, 或当热/冷物体靠近传感器,不仅会加热传感元件,而且会加热温度计封装。 该效应对小视场(FOV)器件,如-XXC和-XXF会更加明显,因为传感器接收到被测物体能量削减了。因此, 迈来芯引入MLX90614 –XCX版本,在该版本里,热梯度是通过内部测量的,进而用所测温度去补偿该梯度。 应用该方式, MLX90614 –XCX版本对热梯度有低的灵敏度,但是并未完全消除该效应,所以需要尽可能避免 使用造成热梯度的操作或是将传感器和该环境隔离。 作为标准, MLX90614 将物体发射率校准为 1。但用户可在无需黑体的情况下,简易地将发射率在 0.1…1.0 之间改变。10-位 PWM 输出模式是连续输出所测物体温度的标准配置,测量物体的温度范围为-20…120 ˚C, 分辨率为 0.14 ˚C。 PWM 格式可以通过改变 2 个 EEPROM 单元的内容来简易地定制为客户所需的范围,这对 器件的出厂校准并无影响。 PWM 引脚也可配置为热动继电器模式, (输入为 To) 进而构造简单且经济的恒温器或是温度(冻结/沸腾)警 报装置。温度阈值是用户编程的。在 SMBus 系统中该特性可以作为进程中断以便读取总线上的从动器件 并确 定其精确的状态。 温度计有两个电源电压:5V 或是 3V (电池作为电源) 。5V 电源电压可通过使用少量片外元件调节到更高的电 源电压。 (例如 8…16V) (具体请参考 “应用信息” 部分) 用以阻碍可见光和近红外光辐射的光学滤波器(可传播长波)集成在封装内提供对环境和日光的免疫。滤波器 的波长通带为 5.5 到 14µm。
红外温度传感器ppt课件
滤光片中心波长:5um 内置环境温度传感器:NI
滤光片中心波长:8-14um 内置环境温度传感器:NI
滤光片中心波长:5um 内置环境温度传感器: 0.5%NTC
滤光片中心波长:8-14um 内置环境温度传感器: 0.3%NTC
9
传感器的正确使用
MCU
给出控制信号
可实现温度 的循环控制
6
应用原理框图二 MCU内部处理原理
MCU
NTC线性处理
温度补偿处理 线性化处理
接口电路
数字输入
推荐芯片
OUTPUT
FORTUNE FS511系列
7
温度补偿的计算方法
输出电压
常数
目标物辐射率
•Utp为采集的传感器电压输出数据值,依 据目标物体的辐射率以及环境的温度采集 值可以算出目标物体的温度。
正确
错误
由于该传感器是接收由透镜入射的红外光,所以范围非常重要,如果被 测物体以外的红外光也被采集,就意味着非被测物体的信息也被采集,从而 影响到测量的准确性。所以镜头的选择,目标物距离的计算尤为重要。
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可以直接使用的模块
11
模块的选择
1.目标物的温度范围 2.环境温度的范围 3.目标物的尺寸(需测量范围) 4.目标物的距离 5.滤光片的选择 6.目标物体的材质
红外温度传感器
热电堆式-Thermopile
1
热电堆式-Thermopile红外温度传感器原理
任何物体的表面都会辐射出红外线,TS系列传感器能够吸收红外线能量并输出一 个与温度成比例关系的电压信号。TS系列红外温度传感器由热吸收区(热端)、硅基片 (冷端)和Sinx薄膜及外封装组成。其工作原理类似于普通的热电偶原理,是基于塞贝 克效应(温差电势效应)。先在硅基片上沉淀出多个热偶接点(thermojunction)。这些热 偶接点串联在一起形成一个热感应通道(thermopile)。一端(热端)与另一端(冷端)之间 通过腐蚀方法形成的非常薄的薄膜进行热隔离。红外吸收区域与热端合并在一起以使 热端能升温,这样,与红外线能量成正比的热电势便可产生(见下图)。TS系列可提供 TO-5和TO-18两种封装,也有各种不同型式的滤波器供选择。同时,对于某些OEM用 户,也可提供无封装的芯片。
(完整版)传感器原理试题及答案
一、是非题1.动态特性好的传感器应具有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特性。
(×)2.幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
(√)3.一阶系统的时间常数越小越好。
(√)4.二阶系统固有频率ωn越小越好。
(×)5.二阶系数的固有频率ωn越大,可测量的信号频率范围就越宽。
(√)6.信号通过一阶系统后的幅值减小,相位滞后。
(√)7.传感器的相频特性φ(jω)表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。
(×)8.能完成参量感受和转换的装置称之为传感器。
(√)9.传感器的灵敏度与量程呈反比。
(√)10.为提高测试精度,传感器的灵敏度越高越好。
(×)11.传感器的线性范围越宽,表明其工作量程越大。
(√)12.测量小应变时,应选用灵敏度高的金属丝应变片,测量大应变时,应选用灵敏度低的半导体应变片。
(×)13.根据压电效应,在压电材料的任何一个表面施加力,均会在相应的表面产生电荷。
(×)14.压电式加速度传感器由于产生的是静电荷,且本身内阻很大,故不能用普通电表测量。
(√)15.用差动变压器式电感传感器作位移测量时,根据其输出就能辨别被测位移的方向的正负极性。
(√)16.变间隙式电容或电感传感器,只要满足△d<<d0的条件,则灵敏度均可视为常数。
(√)17.由同一材料构成的热电偶,即使两端点温度不等,也不会形成热电势。
(√)18.用热电偶测温时,冷端温度的改变对测量结果是有影响的。
(√)19.直流电桥的平衡条件是R1R3=R2R4。
其电桥灵敏度是供桥电源的函数。
(√)20.交流电桥达到平衡时条件必须满足4321zzzz=,4321φφφφ+=+。
(×)21.交流电桥可测静态应变,也可测动态应变。
(√)22.调频波是频率不变,幅值也不变的已调波。
(×)23.电压放大器的连接电缆长度发生变化时,仪器的灵敏度不发生变化。
(完整版)非接触式红外测温仪设计
(完整版)非接触式红外测温仪设计非接触式红外测温仪设计刘成(西北工业大学,理学院,陕西西安)摘要:温度测量技术应用十分广泛,而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。
但在某些应用领域中,要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触,这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求.本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。
红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础,是光学理论和微电子学综合发展的产物.与传统的测温方式相比,具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。
本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法,提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。
详细介绍了该系统的构成和实现方式,给出了硬件原理图和软件的设计流程图。
该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。
光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号.STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来.关键词: STC89C51单片机,红外测温,LED 显示前言温度是确定物质状态的重要参数之一,它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位.在工业生产中,我们通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况,而现代的工业设备往往是在高电压、大电流等危险情况下运行的,传统依靠人工接触式检测的方法既浪费时间、人力,又带有一定的危险性,同时对测温仪所采用的材质也有严格的限制。
因此有必要去应用一种新的方式去检测目标系统的温度,确保设备的平稳运行。
针对现代故障检测非接触技术指标的要求,本文讨论了这种非接触红外辐射温度测量技术,这种技术通过测量物体的红外辐射而达到测量物体温度的目的。
本测温仪是基于STC89C51单片机的红外测温仪,首先它是根据实际需要制定的红外测温的性能指标和功能要求,然后由此具体设计出了硬件电路原理图及其相关软件.本论文的第一章简要地介绍了现代测温技术的发展背景、红外辐射测温原理以及本测温仪的总体设计方案;第二章系统地介绍了红外测温仪的硬件设计及其各硬(完整版)非接触式红外测温仪设计件模块的功能与原理图;第三章则概述性的介绍了本红外测温仪的软件设计,以流程图的方式介绍了各个功能的具体实现。
红外光传感器
红外光传感器红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。
它已经在科技,国防和工农业生产等领域获得了广泛的应用。
红外光传感器按其应用可以分为以下几个方面:1 红外辐射计用于辐射和光谱辐射测量;2 搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对其运动进行跟踪;3热成像系统,可以产生整个目标红外辐射的分布图像,如红外图像仪,多光谱扫描仪等。
4红外测距和通讯系统;5混合系统,是指以上各类系统中的两个或多个的组合。
一红外辐射基础红外辐射又称红外线,它是一种不可见光,由于是位于可见光中红色光以外的光线故称为红外线。
它的波长在0.76um——1000um,红外线在电磁波谱中的位置如图所示:工程上又把红外线所占据的波段分为四部分,即近红外,中红外,远红外和极远红外。
红外辐射的物理本质是热辐射。
一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。
物体的温度越高,辐射出来的红外线就越多,辐射的能量就越强。
而且,红外线被物体吸收。
可以显著的转变为热能。
红外辐射和所有的电磁波一样,是一波的形式在空间直线传播的。
它在大气中传播时,大气层对不同波长的红外线存在不同的波带,红外线气体分析器就是利用该特性工作的,空气中对称的双原子气体,N2,O2,H2等不吸收红外线。
而红外线在通过大气层时,有三个波段透过率高,他们是2um——2.6um,3um——5um,8um——14um,统称为“大气窗口”。
这三个波段对红外探测技术特别重要,因为红外探测器一般都工作在这三个波段之内。
二红外光传感器的工作原理与结构红外光传感器按工作原理可以分为光量子型和热电型两大类,其量子型可以直接把红外光能转换成电能,如对红外线敏感的光敏电阻和PN结型光生伏特效应器件,它们能在低温下工作,灵敏度高,响应速度快,但红外光的波长响应范围窄,可以用于遥感成像等方面。
热电型吸收红外光后变成热能,使材料的温度上升,电化学特性改变,人们利用这个现象制成了测量光辐射的器件。
LETON雷特IR-CD激光同轴聚焦型红外测温探头说明书
型号规格
型号
IR-CD1050A IR-CD2090A IR-CD3014A IR-CD6020A IR-CD1024A
温度范围 测量波长 距离系数比 响应时间
100~500℃ 200~900℃ 300~1400℃ 600~2000℃ 1000~2400℃
IR-CD 系列红外测温探头采用 II 级激光进行同轴瞄准,可以方便地指示测量点的中心位 置,并特别标志出最佳的测量距离,适合于需要精确点测量的小目标的温度,最小被测物直 径可到φ2MM。
IR-CD 系列红外测温探头提供 4~20mA 电流输出,可以方便地安装在多种应用场合, 特别适合于小物体金属测温、较强干扰的工业环境的安装,如高频加热、小点焊接等等。
2.2. 电气参数 电源 最大工作电流 模拟输出 输出阻抗
2.3. 测量参数
系统精度 重复性 温度分辨率
温度系数 发射率
IP65 (NEMA-4) 0~60°C -20~85°C 10~95%(不结露) 不锈钢 304 ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
ES1C 红外热敏传感器产品说明书
New ProductAchieve Superior Environmental Resis-tance and a Wide Measurement Range of 0 to 400°C.•Flexible placement with slim cylindrical shape and long focus with a distance of 500 mm and area diameter of 80 mm.•The SUS body and silicon lens resist ambient operating tempera-tures of up to 70°C and resist dust and water to the equivalent of IP67.•Fast measurement with high-speed response of 100 ms/90%. •Strong resistance to noise with output of 4 to 20 mA.Ordering InformationApplication ExamplesRefer to the Safety Precautions on page 6.Specification (measuring temperature range)Model0 to 400°C ES1C-A40Do not use the ES1C in locations subject to rapid changes in ambient temperature.Use a heat shield to suppress temperature changes if the ES1C is used in a location that is subject to rapid changes in ambient temperature due to radiating heat or hot air.1ES1C2Ratings and CharacteristicsNote:EN61326-1 : Industrial electromagnetic environment (EN/IEC 61326-1 Table 2)Connections Measurement RangeDimensions (Unit: mm) Item Model ES1CPower supply voltage12 to 24 VDCOperating voltage range 90% to 110% of rated voltageCurrent consumption 70 mA max.Measuring temperature range 0 to 400°CMeasurement accuracy0 to 200°C: ±2°C, 201 to 400°C: ±1% PV (emissivity: 0.95)Influence ofEMSRadiated electromagneticfield immunity±10°C max.Imunity ConductedDisturbance±10°C max.Response time 100 ms/90%Reproducibility±1% of reading valueMeasurement wavelength8 to 14 μmLight-receiving element ThermopileEmissivity0.95 fixedCurrent output 4 to 20 mA DC, Load: 250 Ω max.Ambient temperature range Operating: 0 to 70°C, Storage: −20 to 70°C (with no icing or condensation)Ambient humidity range Operating and storage: 35% to 85%Vibration resistance (destruction) 1.5-mm amplitude at 10 to 55 Hz for 2 hours each in the X, Y, and Z directionsWeight180 gDegree of protection Equivalent to IP67Applicable safety standards CE Marking (See note.)Power supply:4 to 20 mA DCF.G.Note:The measurement range is the measurement diameter for an opticalresponse of 90%. Make sure that the actual object to be measured issufficiently larger than the measurement diameters in the above figure.(cable length)ES1CES1C3Characteristics of Infrared Thermosensors1. Principles of Infrared ThermosensorsThe ES1C uses thermopile light-receiving elements to receive the specific wavelengths (8 to 14 μm) in the infrared range ra-diated from the measurement range of the measurement ob-ject, converts the received light into an output signal in the internal circuits, and outputs a current that corresponds to the measured temperature.2. Measurement Error due to EmissivityThe ES1C outputs a current of 4 to 20 mA for measurement object temperatures of 0 to 400°C at a emissivity of 0.95. If the emissivity of the measurement object is less than 0.9, the ef-fects of the ambient temperature will cause measurement er-ror. Glossy metal surfaces generally have an extremely low emissivity, and so operation is easily affected by the ambient temperature, and it is difficult to measure the temperature of the measurement object. (Refer to the emissivities that are given on page 5.)In an application like this, select a location with a high emissiv-ity, or use Black spray or Black tape as necessary.Setting and Adjusting the Connected DeviceThis section describes an example of making settings and adjustments when a Digital Temperature Controller and Digital Panel Meter are connected.1. Mounting•Select a location with a high emissivity for the object to be measured. If required, use Black spray or Black tape.•Secure the Thermosensor with the enclosed lock nuts. Use a tightening torque of 20 N·m max.•Mount the Thermosensor so that it is perpendicular to the object to be measured.•Mount the Thermosensor in a location that is not subject to ambient temperatures above 70°C, to direct hot air, etc.2. Setting the Connected DeviceMake the settings so that 0.0 to 400.0°C is displayed for an output of 4 to 20 mA for the ES1C.*For details, refer to the User’s Manual for the connected device.3. Adjusting the Connected DeviceError may occur due to the emissivity of the measurement en-vironment or measurement object. There are two easy meth-ods that can be used to adjust the error: simple shifting and two-point shifting, as described in the following section. ●Adjustment Example for the E5@N-L (Analog Input) **E5@N Series have been discontinued at the end of March 2017.A Shift Method1. Measuring the Temperature of the Measurement Object Use the thermometer (B) to measure the actual tempera-ture when using the measurement object (C).2. Shifting the Display Value of the Connected Device Adjust the settings of the connected device after checking the following value:Temperature B (thermometer) − Temperature A (connect-ed device)If temperature B minus temperature A is 10.0, adjust the settings so that measurement value of the connected de-vice is +10.0.•Scaling upper limit = 4,000 to 4,100 •Scaling lower limit = 0 to 100(The setting for the decimal point position is 1, and so the scaling set value will be increased by 100 for a displayed value of +10.0.)E5@N-@L Digital Temperature Controller (Analog Input) K3GN-ND @ Digital PanelMeter (DC Input)Input type 0 (4 to 20 mA) Input typeAnalog Scaling upper limit 4,000Analog rangescaling input value 14 to 20 4.00Scaling lower limit 0Scaling display value 1scaling input value 2020.00Decimal point position1Scaling display value 24,000Decimal point position0000.0ES1C4B Two-point Shift1. Measuring the Temperature of the Measurement ObjectSet the temperature of the measurement object to roomtemperature and to the temperature during operation, andcheck the values indicated by the connected device (A)and the temperatures of the measurement object (B).2. Shifting the Indicated ValueUse the following formula to calculate the upper limit andlower limit of input scaling after the shift from the values Y1and Y2 indicated by the connected device and tempera-tures X1 and X2 of the measurement object.(1) Scaling upper limit after shift (°C)(2) Scaling lower limit after shift (°C)Change the values to the scaling upper and lower limitsfrom the result considering the decimal point position. Forexample, if the scaling upper limit after shift is 487.5 (°C)and the scaling lower limit after shift is −12.5 (°C), the dec-imal point position of the connected device will be set to thefirst decimal position, and so the scaling upper limit will beset to 4,875 and the scaling lower limit to −125.●Adjustment Example for the K3GNA Shift Method1. Measuring the Temperature of the Measurement ObjectUse a thermometer (B) to measure the actual temperaturewhen using the measurement object (C).2. Shifting the Display ValueAdjust the settings of the connected device after checkingthe following value:Temperature B (thermometer) − Temperature A (connect-ed device)If temperature B minus temperature A is 10.0, adjust thesettings so that measurement value of the connected de-vice is +10.0.•Scaling display value 1 = 0 to 100•Scaling display value 2 = 4,000 to 4,100(The setting for the decimal point position is 0000.0, and sothe scaling set value will be increased by 100 for a dis-played value of +10.0.)B Two-point ShiftUse the teaching function of the K3GN to make adjustmentsusing the ES1C's actual analog input value and the actual tem-perature. Set one of the two teaching points to room tempera-ture and the other to the actual temperature of themeasurement object during operation.1. Move the K3GN to the initial setting level.2. Set the temperature of the object to be measured to roomtemperature and set scaling input value 1 using teaching.Next, set the temperature (B) of the thermometer to scal-ing display value 1. (Point A in the following figure. Thedecimal point position for the K3GN is set to the first deci-mal position, and so set 250 for 25.0°C.)3. Next, set the measurement object to the actual operatingtemperature and set scaling input value 2 and scaling dis-play value 2 in step 2. (A value of 1,000 is set to specify100.0°C for point B in the following graph.) Value indicated byconnected device (A)Temperature of mea-surement object (B)Room tem-peratureY1X1Temperatureduring opera-tionY2X2(e.g., 100.0)shift (e.g., 90.0)shift (e.g., 30.0)(e.g., 25.0)X2X1–Y2Y1–--------------------400Y1–()X1+=X2X1–Y2Y1–--------------------0Y1–()X1+=Value indicated by connected device (A)(e.g., 100.0)Value indicated beforeshift (e.g., 90.0)Temperaturedisplayed bythermometer (B)°C)(e.g., 8.02 mA)(e.g., 5.01 mA)(e.g., 100.0°C)(e.g., 25.0°C)ES1C5EmissivitiesNote:Operation will be easily affected by the ambient temperature if the emissivity of the measurement object is lower than 0.9. Glossy metal surfaces generally have an extremely low emissivity, and it is difficult to measure the temperature of the measurement object. Use Black spray or Black tape.ItemEmissivityItemEmissivity MetalsAluminumIron oxide 0.78 to 0.82Pure aluminum, high-gloss alumi-num0.04 to 0.06Red rusted iron 0.69Aluminum oxide0.76Gray oxidized lead 0.28Commercially available aluminum sheets 0.09Mercury0.09 to 0.12BrassMolybdenum filament 0.10 to 0.20High-gloss sheets of pure brass 0.10NickelBrass oxide 0.56 to 0.64Glossy 0.07Glossy chrome 0.08 to 0.36Nickel oxide 0.90Chrome oxide 0.81PlatinumCopperGlossy platinum sheets 0.05 to 0.10Glossy 0.05Platinum wire rods 0.07 to 0.18Copper oxide0.78Glossy pure silver 0.03 to 0.28Bronze with uneven surface 0.55Stainless steelGlossy pure gold0.02 to 0.03Glossy0.07Iron and steel (except stainless)Rolled stainless steel 0.45Glossy iron 0.14 to 0.38Glossy tin0.06Glossy cast iron 0.21Etched tungsten filament 0.03 to 0.35Glossy wrought iron0.28ZincOxidized dull-colored wrought iron 0.94Commercially available glossy pure zinc 0.05Rusty iron sheet 0.69Galvanized sheets 0.21Glossy steel0.07Zinc oxide 0.11 to 0.28Thin rolled steel sheets 0.66Titanium oxide0.40 to 0.60Unpolished steel sheets0.94 to 0.97ItemEmissivity ItemEmissivity Non-metalsAsbestos 0.93 to 0.94Water 0.92 to 0.96BricksIce 0.96 to 0.98Red, unpolished 0.93Snow 0.83Fireclay 0.75Glass 0.85 to 0.95CarbonCeramics0.90 to 0.94Filament 0.53Marble 0.94Soot film0.84 to 0.95Fluorite 0.30 to 0.40Paint, lacquer, varnishGypsum 0.80 to 0.90Coated lacquer0.80 to 0.95Plaster 0.89 to 0.91White enamel 0.91Brick (red)0.93 to 0.95Black lacquer 0.96 to 0.98Fibers 0.90Aluminum paint 0.27 to 0.67Cloth (black) 0.9816-color oil-based paint 0.92 to 0.96Skin (human)0.98Glazed porcelain 0.92Leather0.75 to 0.80Opaque crystals (quartz)0.68 to 0.92Charcoal (powder) 0.96Asphalt 0.90 to 0.98Rubber (black) 0.94Concrete 0.94Plastic 0.85 to 0.95Cement 0.96Lumber0.90Sand0.90Paper0.70 to 0.94Dirt 0.92 to 0.96ES1C6Safety Precautions(1)This Product is designed for indoor use only. Do not usethe Product outdoors or in any of the following locations.•Locations directly subject to heat radiated from heating equipment.•Locations subject to splashing liquid or oil atmosphere.•Locations subject to direct sunlight.•Locations subject to dust or corrosive gases (in particu-lar, sulfide or ammonia gases).•Locations subject to intense temperature changes.•Locations subject to icing or condensation.•Locations subject to excessive vibration or shock. (2)Use and store the Product within the rated ambient tem-perature and humidity. If there is heating equipment in the vicinity of the Product, heat radiated from the equipment will cause the temperature inside the Product to rise and shorten its service life. In such a case, use forced cooling by fans or other means of air ventilation.(3)Be sure to wire properly with correct polarity of terminals.(4)Attach a surge protector or noise filter on nearby noise-generating devices (in particular, motors, transformers, solenoids, magnetic coils, or devices that have an induc-tance component). If a noise filter is used on the power supply, check the voltage and current, and attach the noise filter as near as possible to the Product. Allow as much space as possible between the product and devices that generates high frequencies (such as high-frequency welders and high-frequency sewing machines) or surges.(5)Use the product within the rated load and power supply.(6)The current output and power supply are not isolated. Besure that unwanted currents do no occur with the connect-ed device.(7)Do not measure glossy surfaces.(8)Do not let the Product touch the object to be measured.(9)Do not touch the lens.(10)Do not allow charged objects in the vicinity of the Product.CAUTIONA malfunction in the product may occasionallyresult in property damage to connected equip-ment or devices. To maintain safety in theevent of malfunction of the product, takeappropriate safety measures, such as install-ing a monitoring device on a separate line.Precautions for Safe UseWarranty and Application ConsiderationsRead and Understand This CatalogPlease read and understand this catalog before purchasing the products. Please consult your OMRON representative if you have any questions or comments.WARRANTYOMRON's exclusive warranty is that the products are free from defects in materials and workmanship for a period of one year (or other period if specified) from date of sale by OMRON.OMRON MAKES NO WARRANTY OR REPRESENTA TION, EXPRESS OR IMPLIED, REGARDING NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY, OR FITNESS FOR PARTICULAR PURPOSE OF THE PRODUCTS. ANY BUYER OR USER ACKNOWLEDGES THAT THE BUYER OR USER ALONE HAS DETERMINED THAT THE PRODUCTS WILL SUIT ABL Y MEET THE REQUIREMENTS OF THEIR INTENDED USE. OMRON DISCLAIMS ALL OTHER WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED.LIMITATIONS OF LIABILITYOMRON SHALL NOT BE RESPONSIBLE FOR SPECIAL, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, LOSS OF PROFITS, OR COMMERCIAL LOSS IN ANY WAY CONNECTED WITH THE PRODUCTS, WHETHER SUCH CLAIM IS BASED ON CONTRACT, WARRANTY, NEGLIGENCE, OR STRICT LIABILITY.In no event shall the responsibility of OMRON for any act exceed the individual price of the product on which liability is asserted. IN NO EVENT SHALL OMRON BE RESPONSIBLE FOR WARRANTY, REPAIR, OR OTHER CLAIMS REGARDING THE PRODUCTS UNLESS OMRON'S ANAL YSIS CONFIRMS THAT THE PRODUCTS WERE PROPERL Y HANDLED, STORED, INSTALLED, AND MAINTAINED AND NOT SUBJECT TO CONTAMINATION, ABUSE, MISUSE, OR INAPPROPRIATE MODIFICATION OR REPAIR.SUITABILITY FOR USEOMRON shall not be responsible for conformity with any standards, codes, or regulations that apply to the combination of products in the customer's application or use of the products.Take all necessary steps to determine the suitability of the product for the systems, machines, and equipment with which it will be used.Know and observe all prohibitions of use applicable to this product.NEVER USE THE PRODUCTS FOR AN APPLICATION INVOLVING SERIOUS RISK TO LIFE OR PROPERTY WITHOUT ENSURING THAT THE SYSTEM AS A WHOLE HAS BEEN DESIGNED TO ADDRESS THE RISKS, AND THAT THE OMRON PRODUCTS ARE PROPERL Y RATED AND INST ALLED FOR THE INTENDED USE WITHIN THE OVERALL EQUIPMENT OR SYSTEM.PERFORMANCE DATAPerformance data given in this catalog is provided as a guide for the user in determining suitability and does not constitute a warranty. It may represent the result of OMRON's test conditions, and the users must correlate it to actual application requirements. Actual performance is subject to the OMRON Warranty and Limitations of Liability.CHANGE IN SPECIFICATIONSProduct specifications and accessories may be changed at any time based on improvements and other reasons. Consult with your OMRON representative at any time to confirm actual specifications of purchased product.DIMENSIONS AND WEIGHTSDimensions and weights are nominal and are not to be used for manufacturing purposes, even when tolerances are shown.Authorized Distributor:In the interest of product improvement,specifications are subject to change without notice.Cat. No. H163-E1-01Printed in Japan 0209© OMRON Corporation 2009 All Rights Reserved.OMRON Corporation Industrial Automation CompanyOMRON ELECTRONICS LLCOne Commerce Drive Schaumburg,IL 60173-5302 U.S.A.T el: (1) 847-843-7900/Fax: (1) 847-843-7787Regional Headquarters OMRON EUROPE B.V.Wegalaan 67-69-2132 JD Hoofddorp The NetherlandsTel: (31)2356-81-300/Fax: (31)2356-81-388 Contact: Tokyo, JAPANOMRON ASIA PACIFIC PTE. LTD.No. 438A Alexandra Road # 05-05/08 (Lobby 2), Alexandra T echnopark, Singapore 119967T el: (65) 6835-3011/Fax: (65) 6835-2711OMRON (CHINA) CO., LTD.Room 2211, Bank of China Tower, 200 Yin Cheng Zhong Road,PuDong New Area, Shanghai, 200120, China T el: (86) 21-5037-2222/Fax: (86) 21-5037-2200CSM_5_4_0419。
红外传感器产品说明书
SERIES ARJ-150A ARJ-150C ARJU31B ARJ-196 ARJU31A ARJ-150B ARJE-0029 ARJ-169 ARJE-0032
MOUNT Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole Thru Hole
No LED Green - Yellow Green - Yellow
ORIENTATION 90° Angle (Right) 90° Angle (Right) 90° Angle (Right) 90° Angle (Right) 90° Angle (Right)
SINGLE PORT SHIELDED 10G BASE-T RJ45 JACKS WITH INTEGRATED MAGNETICS
ARJE-0034
SMD
10/100 Base-T, SMD
90° Angle (Right)
ARJ-101D
Thru Hole
10/100 Base-T
90° Angle (Right)
ARJ11A
Thru Hole
10 Base-T
90° Angle (Right)
ARJ11B
Thru Hole
FUNCTIONALITY 1000 Base-T, PoE++ 10/100 Base-T, PoE+ 10/100/1000 Base-T, PoE 10/100 Base-TX, PoE 10/100 Base-T, PoE
LED Green, Yellow - Green Green, Orange - Yellow
(完整版)非接触式红外温度传感器
应用中的优点非接触式红外温度传感器的主要性能指标有光谱响应、响应时间、重复性以及发射率等。
用于玻璃和陶瓷工业、造纸和包装工业、各类窑炉测温应用以及化工行业中来测仪器仪表等的温度,从而检测仪器仪表的运行状态,保证仪器的正常运行。
时代瑞资非接触式红外温度传感器的优点:在钢铁工业:钢铁工业使用温度计是因为产品都是处于运动状态,温度都非常高。
普通的钢铁工业应用是温度是一个持续的状态熔化的钢铁开始转变成块。
用同一的温度重新加热钢铁是防止它变形的关键,红外温度传感器被用来测量回热器的内部温度。
在高温旋转轧碾机中,红外温度传感器被用来确认产品的温度是在旋转限度内。
在冷却轧碾机,红外温度传感器在钢铁冷却的过程中来监控钢铁的温度。
在玻璃工业:在玻璃工业中,要被加热到很高的温度。
红外温度传感器用来监测熔炉中的温度。
手持式的传感器通过测量外部来探测高温点。
测量溶化玻璃的温度来决定适当的熔炉口的温度。
在扁平的玻璃品中,传感器在每个加工阶段都要检测温度。
错误的温度或过快的温度变化会造成不平的膨胀或收缩。
对于瓶子和容器产品来说,熔化的玻璃会流向保持在同一温度的前炉。
红外温度传感器被用来探测前炉的玻璃的温度。
所以它在出口的地方应该是适当的状态。
在玻璃纤维制品,红外传感器被用来在加工炉中探测前炉的玻璃的温度。
红外传感器在玻璃工业中另外一个用途是用于挡风玻璃制品工艺中。
在塑料工业:在塑料工业中,红外温度传感器被用来避免产品被玷污,测量动态物体和测量高温塑料。
在吹制的薄膜喷出的过程中,温度测量来调整适应加热和冷却可以帮助保持塑料的张力的完整和它的厚度。
在抛制的薄膜喷出的过程中,传感器帮助控制温度来保证产品的厚度和同一。
在薄片压出时,传感器可以让操作员来调整熄灭的加热器和冷卷来保证产品的质量。
化学工业:在石化行业中,炼厂在常规的预防维护程序中采用温度显示系统。
这些程序包括熔炉工艺的监控及热电偶示数的确认。
在熔炉工艺检测中,红外显示器被用来检测受热面管集结碳的比例。
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《传感器原理》课程读书报告红外光电传感器测温仪红外测温传感器结构1器目标制冷前置红光学成像外大放测探扫描系统路同放主处信显示号理步换录记转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,视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。
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红外测温传感器工作原理2在自然界中,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量。
根.《传感器原理》课程读书报告据基尔霍夫定律、普朗克定律、维恩公式这三大辐射定律,物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与其表面温度有着十分密切的关系。
因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便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。
三大辐射定律均是以“黑体”作为研究对象分析得出的。
但是,自然界中存在的实际物体都不是黑体,所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外,还与构成物体的材料种类、制备方法以及表面状态和环境条件等因素有关。
因此,为了使黑体辐射定律适用于所有实际物体,必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数,即发射率。
该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在0-1之间。
根据辐射定律,只要知道了材料的发射率,就知道了任何物体的红外辐射特性。
物体表面发射率主要决定于材料性质和表面状态(如表面氧化情况,涂层材料,粗糙程度及污秽状态等)。
当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断的向四周辐射电磁波,其中的红外线在给定的温度和波长下,物体发射的辐射能有一个最大值,这种物质成为黑体,其他的波段的最大值成为灰体。
事实上,自然界中并不存在黑体,只是为了获得红外线的分布规律才提出的,从而导出了普朗克黑体辐射定律。
普朗克黑体辐射定律是用于描述在任意温度下从一个黑体中发射的电磁辐射的辐射率与电磁辐射的频率的关系公式。
通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便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用公式可表达为:E=δε(T-To)E是辐射出射度.单位是W/m3;δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数,5.67x10-8W/(m2·K4);ε是物体的辐射率:T是物体的温度(K);To是物体周围的环境温度(K)。
红外测温仪电路比较复杂, 包括前置放大, 选频放大, 温度补偿, 线性化, 发射率ε(比辐射率)调节等。
目前已有一种带单片机的智能红外测温仪, 利用单片机与软件的功能,大大简化了硬件电路, 提高了仪表的稳定性、可靠性和准确性。
红外测温仪的光学系统可以是透射式, 也可以是反射式。
反射式光学系统多采用凹面玻璃反射镜, 并在镜的表面镀金、铝、镍或铬等对红外辐射反射率很高的金属材料。
3红外测温理论基础3.1红外辐射(红外线、红外光)红外线是电磁波谱中,波长0.76μm-1000μm范围的电磁辐射,位于红外光与无线电波之间。
与可见光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等特性相同。
同时具有粒子性。
对人的眼睛不敏感,要用对红外敏感的探测器才能接收到。
红外辐射的本质是热辐射,热辐射包括紫外光、可见光辐射,但是在0.76μm-40μm红外辐射热效应最大。
自然界中一切温度高于绝对零度的有生命和无生命的物体,时时刻刻都在不停地辐射红外线。
辐射的量主要由物体的温度和材料本身的性质决定;特别热辐射的强度及光谱成份取决于辐射体的温度。
3.2黑体辐射规律黑体红外辐射的基本规律揭示的是黑体发射的红外热辐射随温度及波长的定量关系。
黑体一种理想物体,它们在相同的温度下都发出同样的电磁波谱,而与黑体的具体成分和形状特性无关。
斯特藩和玻耳兹曼通过实验和计算得出黑体辐射定律:4T?TM?)(0.《传感器原理》课程读书报告TM T时,单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能,称为总——式中:温度为)(0T?一—斯特藩玻耳兹曼常量;一—物体温度。
辐出度;的辐射定律一般比较复杂,需借助于黑体)上式是黑体的热辐射定律。
实际物体(非黑体的辐射定律来研究。
T T,即:时的总辐出度时,总辐出度为M 等于黑体在温度为Mo 设被测物体的温度为F44T??MM?T?,?F0化简得1TT?4F???值可通过查表或实验得到,T其中为为发射率,不同物体的发射率不同,具体材料的?T,就可算出物体的真实温度。
和被测物体的辐射温度,所以已知被测物体的F4红外测温传感器特性当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量,然后由测温仪计算出被测目标的温度。
单色测温仪与波段内的辐射量成比例;双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。
红外线波长范围是0.78μm-100μm。
然而,红外辐射自目标发射出来,总是要在大气中传播一段距离才能到达观测仪器,除几何发散外,红外辐射在大气中传播会有很大衰减,主要因素是大气中各种气体对辐射的吸收。
组成大气的主要气体是氮气.氧气.氩气,它们占99%以上。
有幸的是,它们不吸收15μm以下的红外线,否则红外技术在野外就无法使用。
能引起红外吸收的气体是水汽,二氧化碳,臭氧(O3),它们在不同波段针对红外线形成吸收带,再加上甲烷,一氧化碳等吸收作用,造成了红外辐射的衰减。
通过1μm-15μm的红外辐射通过一海里长度的大气透射比试验,证明只有处于红外吸收带之间的红外辐射能够透过大气向远处传输,其中有三个透过大气的红外波段,1-2.5μm,3-5μm,8-13μm,这三个波段被称作“大气窗口”,红外测温系统常常在这三个窗口内工作。
3-5μm,8-13μm两个波段的范围都有不同特性的控制可选用。
这两个波段分别称为“短波”和“长波”窗口。
从原理上计,这两个窗口都敏感,但大多数设计者都选择了短波段,原因是该波段范围中,能在较宽的范围内提供最佳功能,达到良好的测温要求;而长波窗口则更多地用于低温及远距离的检查(AGENA570就有此功能)。
只有对热成像系统的原理及构成有了一定的了解后,才能实现对热像仪的正确操作,从而进一步实现对温度的精确测量。
.《传感器原理》课程读书报告由于热像仪测温是利用探测器输出的视频信号进行处理后得出的,根据公式: Us∝(wσT5/π)∫ε(λT)τα(λ)R(λ)dλ式中:Us---探测器输出视频信号的幅度λ1,λ2---热像仪工作波长范围w---热像仪瞬时视场角.σ---辐射常数T ---被测目标温度ε(λT)---被测目标光谱辐射率τα(λ)---大气透过率R(λ)---热像仪总光谱响应可见,测温精度与很多因素有关,如目标特性,热像仪特性,测量距离等。
为了实现所需的温度测量和便于操作,目前使用的大多数热像仪(如PM290)已在系统中实现了以下三方面的精度补偿:(1)热像仪内部的飘移和增溢补偿.(2)不同操作温度下的补偿.如夏天和冬天.(3)镜头视场外的辐射补偿.其它如发射率,环境温度,距离,湿度等最基本的参数则要求用户根据实际情况自行设置,以保证测温精度的可靠性。
与热电偶、热电阻等常规温度传感器相比,红外温度计具有测温范围宽、寿命长、性能可靠、反应极快和非接触性等诸多优点。
另外,红外温度计还特别适合测量腐蚀性的介质和运动物体的温度,而且不会破坏到被测对象的温度场。
两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。
相对温差δt,可用下式求出:δt=(t1-t2)/t1X100℅=(T1-T2)/(T1-T0) X100℅式中:1 和T1——发热点的温升和温度2 和T2——正常相对应点的温升和温度T0——环境温度参照体的温度与热电偶、热电阻等常规温度传感器相比,红外温度计具有测温范围宽、寿命长、性能可靠、反应极快和非接触性等诸多优点。
另外,红外温度计还特别适合测量腐蚀性的介质和运动物体的温度,而且不会破坏到被测对象的温度场。
4.1红外测温误差的分析由于红外测温仪是非接触式的,其测量结果受很多因素影响,从仪器本身来说,有以下几个方面:以不等温黑体作为校准源,仪器发射率的不同,空气介质及仪器透镜结垢或磨损等;从外界因素来说,测量结果受被测物体的辐射率,测量距离系数,外界环境温度等几方面影响。
.《传感器原理》课程读书报告4.2红外测温误差的解决方法:应用中一般采用现场比对校准的方法来尽量消除这些影响根据实际校准需要相应选择几个校准温度,校准顺序由低温向高温依次进行。
先设定物体的辐射率ε=1进行校准,然后调整ε值使显示温度与校准温度一致,读取ε=1的示值和调整后ε<1的示值。
每个校准点反复读取几次,然后进行数据处理。
对于示值误差和重复性均符合要求的测温仪将其s值标明即可。
5 小结红外技术已经在现代科技、国防、医疗、工农业等领域获得了广泛的应用。
在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
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着重要作用。
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