紅外測溫儀原理

紅外測溫原理

紅外線輻射的簡稱。量子物理學(xué)知識告訴我們，自然界中任何物體每時每刻都在通過分子振動向外輻射能量，這種輻射能量是以“波”的形式出現(xiàn)的?！安ā钡膫鞑ニ俣仁且粋€常數(shù)，即30萬公里／秒，而分子振動的頻率卻是各不相同的。紅外1、紅外根據(jù)（速度＝頻率×波長）可知，不同振動頻率的分子發(fā)出的輻射波長是不一樣的，可見光的輻射波長范圍在0.36～0.72μm，紫光波長最短0.36μm，紅光波長最長0.72μm。比紫光波長更短的輻射稱為紫外線，如Ｘ光，У射線等；比紅光波長更長的輻射稱為紅外線，波長一般在0.70～１000μm之間。1、紅外

射線X射線

紫外線

可見光

熱量

微波

無線電.4.726815短波IR長波IR波長，微米近IR

工業(yè)用紅外測溫儀的工作波長在0.65至14微米范圍內(nèi)2、電磁波譜電磁波譜2、電磁波譜2、電磁波譜威廉·赫謝爾爵士于1800年發(fā)現(xiàn)紅外線絕對零度(-273℃)以上的物體都輻射紅外能量2、電磁波譜WilliamHerschel1738-1822 自然界中任何高于絕對零度（－273℃）的物體都在隨時隨地的向外發(fā)出輻射能量，能夠探測并接收物體發(fā)出的輻射能量從而測量出物體溫度的儀器稱之為紅外測溫儀。3、紅外測溫儀紅外測溫儀4、測溫儀的構(gòu)成紅外測溫儀實際上是一種非接觸式輻射能量探測器，世界上所有的物體都會產(chǎn)生紅外線輻射。而輻射的能量則與該物體的溫度成比例，非接觸式溫度測量即是測量物體輻射能量的強弱，并由此得到一個與該物體溫度成比例的信號。測溫儀的構(gòu)成4、測溫儀的構(gòu)成目標探測器信號處理和顯示453?CSP1470?CEMSˉ.85大氣窗口濾波片和鏡頭4、測溫儀的構(gòu)成波長(microns微米)5、大氣窗口大氣中的水蒸氣、二氧化碳等對某些紅外輻射波段不吸收或極少吸收，有利于能量進行傳輸從而能被紅外測溫儀探測到.這樣的特殊紅外波段即為所謂“大氣窗口”。紅外波段的選取要考慮“大氣窗口”的影響大氣窗口6、普郎克定律普郎克定律普郎克通過量子理論推導(dǎo)出的波長、溫度與黑體輻射能量的關(guān)系式，它定量的確定了不同溫度的黑體在各個波段中的輻射能量的大小，是紅外測溫儀的理論基礎(chǔ)。6、普郎克定律RelativeEnergieMaxPlanck1858-1947 6、普郎克定律普郎克定律給出了以下幾點結(jié)論：物體的溫度越高，其發(fā)出的輻射能量越大。這是單色（波段）測溫儀的設(shè)計依據(jù)。在一定溫度下，物體在不同波長處的輻射能量不同，存在一個輻射峰值波長，即在此波長處的物體輻射能量最大。隨著物體溫度升高，其輻射峰值波長向短波方向移動，移動規(guī)律遵守維恩位移定律。7、黑體黑體

發(fā)射率與波長無關(guān)且都等于１的物體稱為黑體。它是一個理想輻射體，表明它的自身能量可以全部向外界輻射出來，但自然界中并不存在這樣的理想黑體。黑體爐即為人工制造的性能接近理想黑體的輻射標準源，用于定期對紅外測溫儀進行檢測標定。7、黑體黑體輻射的光譜特性不同溫度的輻射曲線永不會相交隨溫度增加，輻射能量增大而峰值波長減小短波處曲線坡度更大，能量對溫度的變化更靈敏8、發(fā)射率發(fā)射率

在同一溫度下，實際物體輻射能量與標準黑體的輻射能量的比值稱為該實際物體的發(fā)射率，又稱輻射率、黑度系數(shù)等，符號為ε，ε≤１。根據(jù)上述定義可知，黑體的發(fā)射率為１，其他實際物體的發(fā)射率小于１。說明任何一個實際物體都不能完全向外界輻射出來自身的全部能量。發(fā)射率值隨波長變化，金屬的短波發(fā)射率比長波發(fā)射率高。9、絕對溫度T絕對溫度TT=273+℃（開/K）即絕對溫度（熱力學(xué)溫度）量值等于攝氏溫度量值加273℃，單位為開，符號為K。攝氏溫度0℃

=273K10、透射率/發(fā)射率/吸收率透射率透過物體的輻射能量與入射到該物體的輻射能量之比稱為該物體的透射率，符號為τ，τ≤１。被物體表面反射回來的輻射能量與入射到該物體的輻射能量之比稱為該物體的反射率，符號為r，r≤１。被物體內(nèi)部吸收的輻射能量與入射到該物體的輻射能量之比稱為該物體的吸收率，符號為a，a≤１。反射率吸收率10、透射率/發(fā)射率/吸收率根據(jù)能量守恒原理，物體的入射能量等于被其透射、反射及吸收的能量之和，即有關(guān)系式：

τ＋r＋a＝１--------（１） 再根據(jù)熱平衡原理，物體在熱平衡狀態(tài)下，其內(nèi)部吸收的能量等于同時其向外輻射的能量，即有關(guān)系式：

a＝ε------------------（２）將（２）代入（１）得到：

τ＋r＋ε＝１---------（３） 對于一般非透明物體，透射率τ＝０。代入（３）得到：

r＋ε＝１--------------（４）

對于非透明熱平衡物體而言，其反射率與發(fā)射率之和等于１結(jié)論實際應(yīng)用當中,表面狀況越光滑，看上去越明亮的不透明物體，其反射率較高，同時其發(fā)射率肯定較低（向外輻射能量較?。瑴y量相對比較困難。反之，對那些表面狀況越粗糙，看上去越灰暗的不透明物體，其反射率較低，同時其發(fā)射率肯定較高（向外輻射能量較大），測量相對比較容易。結(jié)論11、紅外測溫技術(shù)的發(fā)展紅外測溫技術(shù)的發(fā)展探測器及電子技術(shù)的發(fā)展低溫短波型低溫快速響應(yīng)型疊層雙色型耐高環(huán)溫型光學(xué)加工技術(shù)的發(fā)展特殊波長的選擇掃瞄測溫儀光纖技術(shù)的發(fā)展光纖瞄準型微處理器技術(shù)的發(fā)展高性價比產(chǎn)品12、紅外測溫儀的主要參數(shù)紅外測溫儀的主要參數(shù)測溫范圍/響應(yīng)波長距離系數(shù)（聚焦位置）發(fā)射率調(diào)節(jié)測量精度及重復(fù)性響應(yīng)時間瞄準方式輸出方式現(xiàn)場環(huán)境要求13、波長的選擇波長的選擇在滿足測溫范圍條件下，近可能選擇短的波長選擇能將目標的反射，透射能量降到最低的波長特殊物體（塑料薄膜，玻璃，火焰等）要采用特殊的波長(被測物體不透明的波長）根據(jù)現(xiàn)場的特殊環(huán)境選擇（如觀察窗口）當視場被部分遮擋時，應(yīng)選擇雙色儀器14、目標與視場目標與視場目標大于測量視場目標等于測量視場目標小于測量視場目標應(yīng)充滿視場,通常1.5倍關(guān)系15、影響發(fā)射率的主要因素影響發(fā)射率的主要因素材料種類表面粗糙度表面幾何形狀表面理化結(jié)構(gòu)狀態(tài)（如沉積物，氧化膜，油膜等）測量波長測量角度目標方面儀器方面16、精度和重復(fù)性精度與重復(fù)性指相同條件下輸出比較建立當?shù)亍盎鶞省?，測量與基準的偏差工藝監(jiān)控中實際起作用，“工藝精度”精度重復(fù)性

與“真實值”比較當測量位置不同或使用不同儀器測同一物體時，精度非常重要17、響應(yīng)時間響應(yīng)時間對于運動的目標和快速加熱的目標響應(yīng)速度快是必需的當溫度變化緩慢時，響應(yīng)速度快通常是不必要的通常響應(yīng)時間可調(diào)為最佳選擇18、瞄準方式瞄準方式主要分以下幾種:

光學(xué)瞄準激光瞄準視頻瞄準單點激光瞄準多點激光瞄準交叉激光瞄準激光瞄準中又分:(特別要注意是同軸還是非同軸瞄準)19、輸出選擇輸出選擇熱偶輸出電流輸出0-20mA4-20mA電壓輸出0-5V標準1mV/CUSB/RS232/RS485等數(shù)字接口輸出PID或其它輸出方式20、使用紅外測溫儀的要點使用紅外測溫儀的要點測溫范圍,選擇合適的測量波長目標距離及大小,注意光斑的計算方法目標材料及表面特性,發(fā)射率的設(shè)定現(xiàn)場環(huán)境條件,保護的選擇數(shù)據(jù)的采集和記錄21、紅外測溫儀的主要特點紅外測溫儀的主要特點運動中需要快速測量的目標和高溫目標難以接觸需要遠距離測量的目標所有采用接觸測量時可能被損壞，有危險或?qū)?dǎo)致溫度改變的目標非接觸測量速度快測量精度高適合于測量22、紅外測溫儀的主要用途紅外測溫儀的主要用途改善產(chǎn)品質(zhì)量提高企業(yè)生產(chǎn)力高技術(shù)含量產(chǎn)品的研發(fā)減少產(chǎn)品生產(chǎn)廢品率及售后維修診斷并預(yù)防設(shè)備故障,消除停工時間節(jié)約能源及公共安全保障23、按應(yīng)用方式分類按應(yīng)用方式分類便攜式測溫儀又稱手持式測溫儀，體積較小，重量較輕，電池供電，使用方便。一般進行定性測量，人工攜帶檢測應(yīng)用。在線式測溫儀又稱固定式測溫儀，現(xiàn)場安裝，固定使用，電源供電，連續(xù)測量。一般進行定量測量，輸出信號可供計算機等外設(shè)應(yīng)用。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關(guān)注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設(shè)計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi