姚文旭

摘要：紅外測溫儀技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大，市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外測溫儀有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計(jì)算機(jī)軟件，每一系列中 又有各種型號及規(guī)格，在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。

關(guān)鍵詞：紅外測溫;非接觸式;優(yōu)點(diǎn);規(guī)格型號

1 引言

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)行溫度的測量和監(jiān)控的場合越來越多。常規(guī)測溫法有許多缺點(diǎn)，這促進(jìn)了測溫技術(shù)中新原理、新技術(shù)、新方法的發(fā)展。紅外檢測技術(shù)是“九五”國家科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，紅外檢測是一種在線監(jiān)測（不停電）式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其自身分子的運(yùn)動，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫.度場，俗稱“熱像”。

2 紅外測溫儀的類別和特點(diǎn)

紅外測溫儀種類繁多，按測溫范圍可分為高溫測溫儀（700～3200C）、中溫測溫儀（100～700'C）和低溫測溫儀（<100'C），但通常是按工作原理將其分為三種類型。第-一類稱為全輻射測溫儀，它收集目標(biāo)發(fā)出的全部輻射能量，而由黑體標(biāo)定出目標(biāo)溫度，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但靈敏度較低，誤差較大;第二二類是單色測溫儀，它利用單色濾光片，選擇單一的輻射光譜波段進(jìn)行測量，以此來確定目標(biāo)的溫度，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，靈敏度較高，在高溫或低溫范圍內(nèi)使用效果較好;第三類叫做比色測溫儀，它靠兩組不同的單色濾光片收集兩相近輻射波段下的輻射能量，通過電路進(jìn)行比較，根據(jù)比值確定目標(biāo)溫度，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但靈敏度高，特別適用于中、高溫范圍的測量。紅外測溫儀一般由光學(xué) 系統(tǒng)、紅外探測器、電信號處理線路、溫度指示器及--些附屬設(shè)備組成，其附屬設(shè)備包括瞄準(zhǔn)器、電源、整體機(jī)械結(jié)構(gòu)等。光學(xué)系統(tǒng)分調(diào)焦式和固定焦點(diǎn)式，其中還包括濾光片和瞄準(zhǔn)器，濾光片有通帶型、窄帶型和雙色型等幾種，光學(xué)系統(tǒng)的場鏡有反射式、折射式和干涉式等幾種類型。測溫儀的紅外探測器一般采用熱釋電探測器。電子線路可根據(jù)不同要求設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)，一般具 有放大、線性化處理、發(fā)射率調(diào)整、環(huán)境溫度補(bǔ)償、干擾信號和系統(tǒng)噪聲抑制、溫度指示信-號和計(jì)算機(jī)模擬信號產(chǎn)生以及電源供電系統(tǒng)等部分。

紅外測溫與傳統(tǒng)的接觸式測溫相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（l）遠(yuǎn)距離和非接觸測量。紅外測溫儀是通過測量物體的紅外輻射來確定物體的溫度，不需與被測物體接觸，并可遠(yuǎn)距離測量，它特別適合于對高速運(yùn)動體、旋轉(zhuǎn)體、帶電體和高溫高壓物體的溫度測量。

（2）響應(yīng)速度快。紅外測溫儀不像熱電偶、溫度計(jì)那樣，需要與被測物體接觸并達(dá)到熱平衡，而只要接收到目標(biāo)的紅外輻射即可定溫，其響應(yīng)時(shí)間在毫秒甚至微秒數(shù)量級。

（3）靈敏度高。因物體溫度的微小變化就會引起輻射能量較大的變化，易于被探測器測出，故紅外測溫儀的可測溫差很小，可達(dá)零點(diǎn)幾攝氏度。

（4）準(zhǔn)確度高。由于紅外測溫儀是非接觸測量，不破壞物體本身的溫度分布，因而所測溫度真實(shí)準(zhǔn)確，測量精度可達(dá)0. 1°C以下。

（5）測溫范圍廣。紅外測溫儀可測的溫度范圍很廣，可從負(fù)幾十?dāng)z氏度到正幾千攝氏度。

3 紅外測溫儀的應(yīng)用

紅外測溫儀的用途十分廣泛。在鋼鐵工業(yè)中，用于冶煉鋼，淬火等工序溫度的測量和控制，以及對爐壁和機(jī)械設(shè)備熱故障的檢測等。再機(jī)械工業(yè)中，用于測量各類馬達(dá)的傳動機(jī)構(gòu)、齒輪和軸承的表面溫度。在動力和電力工業(yè)中，常用紅外測溫儀檢測動力設(shè)備、配電設(shè)備、電纜、電器接頭、高壓線等的溫度異常。在電子工業(yè)中，用于半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，對集成電路板、元器件的故障進(jìn)行檢測。在鐵路運(yùn)輸中，用于軸溫、掛瓦、套軸的溫度監(jiān)控，以及內(nèi)燃機(jī)排氣溫度的監(jiān)測等。此外在紡織工業(yè)中、軍事上、煙草、茶葉加工過程中，在糧食烘干過程中，以及其他許多場合，紅外測溫儀均有許多應(yīng)用。

下面舉若干應(yīng)用實(shí)例：

（1）紅外測溫儀在火車熱軸探測上的應(yīng)用

火車在高速運(yùn)行中，車軸和軸瓦常會因摩擦而過熱，形成“熱軸”，這種情況如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將造成嚴(yán)重后果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%以 上的火車翻車事故是由引起的。過去是鐵路工人在火車停站時(shí)鉆到車箱底下去用手摸軸箱的方法發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，方法麻煩且失誤較多?，F(xiàn)在采用紅外檢測技術(shù)將紅外測溫儀置于鐵軌兩旁，自動檢測“軸熱”情況，根據(jù)軸熱波形可分析和判斷軸箱的發(fā)熱程度，一旦發(fā)現(xiàn)異常便可及時(shí)采取措施。

（2）紅外測溫儀在電力工業(yè)的應(yīng)用

在電力工業(yè)中，往往因輸出電網(wǎng)的電氣元部件出現(xiàn)松動、破裂、銹蝕等缺陷造成接觸電阻增加，導(dǎo)致溫度升高，導(dǎo)致事故的發(fā)生。因而，輸變電網(wǎng)的安全檢查十分重要。過去經(jīng)常用大量人力進(jìn)行檢查，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，又不宜發(fā)現(xiàn)隱患?，F(xiàn)在，由于紅外檢測技術(shù)的發(fā)展，電氣系統(tǒng)對：各種電氣設(shè)施故障的檢測可采用熱像儀或紅外測溫儀。與熱像儀相比，紅外測溫儀價(jià)格低廉，操作簡單，攜帶方便，在電力工業(yè)中的應(yīng)用尤為廣泛。

（3）紅外測溫儀在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用

在鋼鐵工業(yè)中，撐握和控制溫度這一工藝參數(shù)十分重要，與鋼鐵產(chǎn)量和，質(zhì)量的保證直接相關(guān)在現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)中，過去采用熱電偶直接測溫的許多工藝部位現(xiàn)已逐漸被具有非接觸測溫功能的紅外測溫儀取代。在煉鐵生產(chǎn)中，紅外測溫儀可用測量熱風(fēng)爐共頂?shù)臏囟?，還可用它研究鐵水硅含量鐵水溫度之間的關(guān)系，以提高煉鐵質(zhì)量，還可測量高爐渣流出溫度。

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河南工學(xué)院電纜工程學(xué)院 河南 新鄉(xiāng) 453003