红外辐射温度计的选择及使用

别结果 " 以我们对某厂高压计量的三相 三线电能表现场校验为例 ! 该厂主 要设备采用了就地补 偿 电 容 器 !其 厂变电站又装有集中补偿电容器" 现场校验电能表时 ! 该厂处于停产 检修状态 ! 为配合现场校验 ! 开动了 一台采用就地补偿电容器的主要设 备 ! 而且处于空载运行状态 ! 现校仪 测得结果如下 $
接线判别为 $感性 ;
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技 术 篇
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容性 :
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由于当时处于停产检修状态! 且采用了就地补偿的主要设备空载 运行 ! 功率因数是微过补偿 ! 故应选 择判别条件为容性 " 显然接线是正 确 的 ! 实 测 误 差 为 0"$9’ ! 所 测 点 电 能表工作误差合格 " 值得重视的是 $ 仅应用现校仪 进行接线判别时 ! 如不注意根据当 时实际负载性质 ! 即使正确地选择 了判别条件 ! 也很有可能给出错误 的判别 " 仍以上述用户的情况为例 ! 按一般情况下 ! 负载性质为感性 ! 则 会主观地认为原接线是错误的 " 为 退补电量提供依据 ! 在保持电能表
实温度 " 依照真实温度的值去调节 红外辐射温度计的发射率 ! 就可知 道被测物体的真实发射率 " 如无法 用上述方法确定被测物体的发射 率 ! 可参照典型发射率表 " 红外辐射温度计的选择对于被 测目标的尺寸和距离也有要求 " 测 量时 ! 应保证被测目标大于红外辐 射温度计的光斑尺寸 ! 一般被测目 标 尺 寸 超 过 光 斑 尺 寸 的 !.> 为 好 ! 这样才能有效控制其他辐射能量对 测量的影响 " 红外辐射温度计的光 学分辨率也是一个重要的指 标 !当 光学分辨率较高时 ! 可测量远距离 目标 ! 且被测光斑尺寸也较小 ! 但会 增加红外辐射温度计的成本 " 红外辐射温度计的选择除本身 的性能指标外 !还要考虑其工作环境 对它的影响 " 当在有灰尘或烟雾的环 境下工作时 !就要通过空气吹扫器或 其他吹风设备提供一个无障碍的视 觉路径 " 红外窗口应使用防止粉尘堆 积和防凝露的材料制作 !并应具有防 护罩" 在这种恶劣的工作环境下也可 以考虑使用比色温度计 !它的温度测 量是通过在入射辐射的两个不同波 段下的探测器的信号比而求得的 !因 此可以不受恶劣环境的影响" 如果环 境温度超出红外辐射温度计的工作 要求 !就要考虑使用水冷却系统等附 件来达到降温的目的" 红外辐射温度计属于非接触式 测量 ! 不干扰被测温场 ! 并且具有响 应时间短 # 测量范围宽 # 可捕捉振动
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相量图如图 2所示 "
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电 流 相 位 差 * 34"! % "$’ +5* "678 # "
2$" &’ 容 性 负 载 时 $ 0!4%"&""% %" $9 )6, "678 &"2 $" &" )%,: #; 两 相 电 流 均
中国计量
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图2
相量图
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中国计量
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使用与调修
或移动的目标等许多优点 ! 因此日 益受到重视并得到了广泛的应用" 例如在煤矿中为了防止由于煤的氧 化引起的自燃 ! 可用红外辐射温度 计对采掘工作面和巷道进行定期观 察 !防止井下火灾的发生 " 在钢铁生 产中可对焦炉 # 高炉 # 炼钢和轧钢过 程的温度进行直接测量 ! 而传统的 光学高温计进行测量时要受到很多 人为因素的影响 " 红外辐射温度计 也可在火车运行时对车轮的轴箱进 行监测 ! 防止车轮轴箱温度过高造 成事故 " 另外在塑料行业 # 药品食品 生产部门 # 医疗领域 # 无损探伤技 术 # 资源探测等领域都有着广泛的 应用前景 " 红外辐射温度计的种类和型号 很多 ! 在具体使用时也有很多不同 " 测量时红外辐射温度计与被测表面 所形成的入射角不得小于 !"! ! 如果 被 测 对 象 的 发 射 率 低 于 "#$" 时 ! 红 外辐射温度计应尽量与被测表面垂 直 " 使用 %!& 以下的短波长红外辐 射温度计时 ! 应避免在环境光线较 强的情况下测量 ! 否则就会得到一 个温度较高的错误结果 " 在使用时 还要注意环境温度补偿功能的使 用 ! 即当被测目标温度低时将反射 周围物体的能量 ! 这些反射能量会 附加到被测目标的发射能量上引起 测量误差 ! 因此在被测对象附近存 在比其温度高的其他热源时 ! 就要 考虑使用环境温度补偿功能来消除 附加的反射能量的影响 " 可见 ! 红外辐射温度计的选择 和使用要考虑的因素是多方面的! 只有根据具体的使用要求 ! 综合其 性能指标 # 工作环境等诸多因素 ! 才 能得到准确可靠的测量结果 " 计
使用与调修
红外辐射温度计的选择及使用
! 黑龙江省计量检定测试院
聂 爽 薛立莹
由于红外辐射温度计结构和原 理相对复杂 ! 加之人们对红外辐射 温度计的了解和掌握不如一些传统 的接触式测温方法 ! 因此对于红外 辐射温度计的正确选择和使用显得 尤为重要 " 红 外 辐射温度计的选用首先要 考虑它的性能指标 !而性能指标又包 括很多内容 !如测温范围 #工作波长 #
大于现校仪量程的 2" ’ " 所以我 们 仅应用现校仪进行电能表接线判 别! 必须根 据负载的 实 际 情 况 !确 定当时所处的功率因数段!并以此 作 为 判 别 条 件 !才 能 得 到 正 确 的 判
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原有接线不动的情况下 ! 应将现校 仪 的:相 电 压 测 线 接 于 电 能 表 的> 相 ! 对应地将 > 相接于 ; 相 !; 相接于
应用现场校验仪进行电能表接线判别一例
A1;BCD5DEF G1;AHDC ! 江西省萍乡市计量所
刘彦刚 谢继良
对于经电压和电流互感器高 压计量的三相三线电能表接线判 别有相当的难度!而智能 电 能 表 现 场 校 验 仪)以 下 简 称 现 校 仪*的 接 线 判 别 功 能 !对 此 有 极 大 的 方 便 " 但 是同一例电 能表的接线 !一 般 现 校 仪会因经电能表计量的负载性质 不 同 + 是 容 性 还 是 感 性 ,! 给 出 不 同 的 判 别 结 果 !同 时 应 用 现 校 仪 进 行 接线判别时! 必须满足一定的条 件 " 如我们使用的 -./0%1 型现 校 仪! 接线判别时应满足的条件是$
&’?132@2A% +’?&B23
光学分辨率 #发射率等 " 每个红外辐 射温度计的测量范围都是不同的 !如 美国#$%&’(公司)&系列)&*+型测 温仪 !它的测量范围是 $,-./0..%!! 而)$#$&1(23 系 列红外测温仪的 测 量 范 围 为 $0!./-...%! ! 因 此 红 外测温仪的测量范围一定要涵盖被 测对象的温度区间 ! 但工作区间太 宽会降低测量准确度 ! 尤其是在高 温区 " 其次要注意对工作波长的选 择 ! 因为根据维恩位移定律 ! 黑体辐 射光谱曲线的峰值波长与温度的乘 积是一个确定的常数 ! 随着被测物 体温度的升高 ! 峰值波长要向短波 移动 " 从能量利用的角度考虑低温 段的测量一般采用短波 ! 高温段的 测量一般采用长波 " 同时工作波长 的选择还与红外辐射温度计的灵敏 度有关 ! 其灵敏度一般都随着波长 的增大而降低 ! 而且在较短波长下 工作可以减少发射率对于红外辐射 温度计读数的影响 " 工作波长的确 定还要根据被测对象进行具体的选 择 ! 被测对象的发射率和表面特征
技 术 篇
!!!""
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式 中 ’!& && 实 际 物 体 的 辐 射 出 度 (!& && 被 测 物 体 的 发 射 率 ( && 斯忒藩 & 波尔兹曼常数 ! 其值 "& 为 !4"9.-0#5.;6<7,0(,8" 由上式可知 ! 要准确地测得物 体的温度 ! 就要在测量之前校准被 测物体的发射率 " 一般可使用热电 偶 # 热电阻或其他方法测出被测物 体的真实温度 ! 再用红外辐射温度 计进行测温 ! 同时调节发射率 ! 使红 外辐射温度计显示温度与被测物体 温度一致 ! 此时发射率即为被测物 体的真实发射率 " 对于多数有机材 料 # 油漆或氧化表面的温度 ! 可使用 黑胶带或平光黑漆贴涂于被测物体 表面 ! 如使用黑胶带就将红外辐射 温度计的发射率定为 .=:! ! 平光黑 漆则设定为 .=:-! 测得的黑胶带或 平光黑漆的温度即为被测表面的真
决定了红外辐射温度计的光谱响应 或波长 " 例如测量金属材料在高温 区 的 最 佳 波 长 是 $.456 "54. %!7 ! 测 量高分子塑料一般在-48-!7 #84-!7 或 94:!7 处等 " 在低温测量中 ! 为了 减少辐射能量的散失 ! 还要考虑大 气吸收 " 在波长为 $6"58%!7的范围 内 !大气吸收最小 " 特别是存在水汽 烟雾和尘埃的环境 ! 选择这一波长 范围尤为重要 " 大多数红外辐射温度计的发射 率是可调的 !不同的被测物体其表面 发射率也不同 " 根据斯忒藩& 波尔兹 曼定律 !实际物体的辐射出度为 ’