Chapter 1
为什么红外温度仪会产生特定类型的误差?
红外温度仪检测物体发出的红外能量,并根据其强度确定物体的温度。
测量原理本身与接触式温度传感器等通过使传感器与对象接触来热检测温度的方法不同。
| 方式 | 利用什么 | 主要注意事项 |
|---|---|---|
| 接触式 | 对象和传感器之间的热传递 | 接触状态、插入深度、散热和响应 |
| 红外温度仪 | 来自目标的红外线 | 辐射率、反射率、测量距离、光程、目标表面 |
因此,要正确使用红外温度仪,不仅需要考虑“温度计的准确性”,还需要考虑从物体到达温度计的红外辐射的类型。
如果您想了解更多关于红外温度仪的原理、辐射率、D:S 比以及如何选择合适的型号,请参阅我们的入门指南。
Cause 1
原因 1:辐射率设置与对象不匹配。
在考虑红外温度仪的误差时,辐射率尤其重要。
辐射率是一个数值,表示物体相对于同温度黑体辐射的热量。它的取值范围为0到1。
辐射率并非仅由材料本身决定,它还会随表面粗糙度、氧化、涂层、波长、温度和其他因素而变化。
具有相对较高辐射率表面
涂漆表面和氧化表面可能表现出相对较高的辐射率。
辐射率较低的表面
光亮的金属表面往往辐射率较低,因此更容易受到周围环境反射的影响。
辐射率表中列出的数值均为近似值。由于即使是同一种材料,其发射率值也会因表面状况和测量条件的不同而有所差异,因此直接使用表中的数值并不能保证测量结果的准确性。
为什么辐射率错误会导致很大的误差?
红外温度仪通过探测到的红外能量和设定的辐射率来确定物体的温度。
因此,如果物体的实际辐射特性与温度计的设定值有较大差异,则显示温度可能会出现较大偏差。
特别是对于闪亮金属等低辐射率物体,不仅需要考虑辐射率设置,还需要考虑周围环境反射的红外辐射。
Cause 2
原因2:周围热源反射到物体上
红外温度仪接收到的红外辐射并不一定仅限于物体本身发出的辐射。
特别是对于不透射红外线的物体,除了物体自身的辐射外,物体表面从周围反射的红外线也可能到达温度计。
这种反射效应在低辐射率表面(例如光滑的金属)上尤为明显,因此建议谨慎使用。
接近高温炉和加热器
如果来自高温物体的红外线反射到目标表面,则测量的温度可能高于实际温度。
周围很冷
根据测量条件的不同,由于低温环境的影响,显示值可能会偏低。
如果测量角度稍有改变,显示值就发生显著变化,这可以提示周围环境的反射是否影响了读数。
Cause 3
原因3:测量距离远,测量对象以外的对象
红外温度仪并不一定只测量激光照射到的某一点的温度。
实际上,我们从每个型号的测量视野范围接收红外线。
D:S比用作理解此关系的指导。D表示测量距离,S表示该距离的测量直径。
例如,如果D:S = 12:1,一个简单的参考标准是120mm的距离对应于大约10mm的测量直径。但是,实际视场特性会因型号而异,因此请查看产品规格中的测量直径和测量距离图。
对象物小于测量视野时
当背景进入测量视野时,它会检测来自非物体的红外线,因此可能与您最初要测量的目标温度不同。
测量小零件、细管道和远距离时要特别小心。
不要遵循“物体必须是光斑直径的几倍”之类的统一规则,请检查物体是否足够大,以满足您所使用的红外温度仪的测量视场规格。
Other factors
除辐射率、反射率和距离之外的其他误差因素
测量值不一致的原因不一定只有代表性的三个因素。
| 确认项目 | 可能发生的事情 |
|---|---|
| 测量角度 | 根据角度和表面条件,可见的放射性和反射效果可能会发生变化。 |
| 窗・玻璃 | 普通玻璃和其他玻璃可能无法穿透所用波长范围内的红外线。 |
| 烟、蒸汽、粉尘 | 红外线可能会被光路上的物质吸收或散射,影响测量。 |
| 对象表面的变化 | 氧化、污垢、油漆、潮湿等因素都会改变辐射率。 |
| 温度计周围环境 | 超出使用温度范围或环境温度的急剧变化可能会影响测量。 |
| 测量位置 | 由于红外温度仪主要测量表面温度,因此测量温度可能与接触式传感器的内部温度或测量位置不一致。 |
Troubleshooting
根据症状确定病因
测量值低时
- 辐射率设置是否适合目标表面?
- 要测量的对象是否大于要测量的视野
- 低温背景是否进入测量视野?
- 有没有通过窗户材料等进行测量?
- 是否真的在比较相同的表面位置
测量值高时
- 附近有炉壁、加热器、照明等高温物品吗?
- 高温物是否反射到光面金属表面
- 值是否随测量角度的变化而变化?
- 目标表面的状态是否与预期不同
“数值不稳定”时
- 物体是否小于测量视野
- 物体或温度计是否移动
- 测量位置是否每次都改变
- 反射环境是否发生变化?
- 烟雾、蒸汽、粉尘等是否穿过光路?
“值与接触式温度计不符”时
首先,请确认两个温度计是否真的测量了相同的温度。
红外温度仪测量的是表面温度。而接触式温度传感器的测量值则会受到传感器安装位置、接触状况、插入深度和散热情况的影响。
因此,仅仅“两个温度计显示”这一事实并不足以确定哪个温度计读数是正确的。
Countermeasures
减少红外温度仪误差的措施
1. 检查辐射率
不要只根据材质名称判断,要确认表面状态和测量条件。
2. 利用高辐射率表面
如果条件允许,可以使用放射性已知的胶带或漆面来稳定测量条件。
3.检查环境反射
如果怀疑是高温物体的反射,请通过改变测量角度和周围环境来检查对显示值的影响。
4.检查视野
为确保被测物体完全充满测量视野,请检查距离、测量直径和仪器的光学规格。
5.固定测量条件
通过尽可能保持测量位置、距离、角度和目标表面的一致性,可以更容易地提高测量结果的重复性。
6.必要时确认校对
确认测量条件后数值仍有疑问时,或需要品质保证上的可靠性时,也要确认校准状态。
以下文章详细介绍了非接触温度测量中的校准。
Download
请查看辐射率和误差快速参考表。
我们准备了一份“红外温度仪误差快速参考表”,可用于检查主要材料的辐射率和红外温度仪的误差。
红外温度仪误差快速参考表
这可以用作现场检查辐射率和测量误差的参考资料。
FAQ
关于红外温度仪误差的常见问题
问:红外温度仪和接触式温度计的读数不一样,哪个才是正确的?
仅凭显示值不足以做出判断。红外温度仪主要测量表面温度,而接触式测温仪则受传感器接触状况和安装方式的影响。因此,必须标准化测量位置、目标物和安装条件,才能找出问题所在。
问:为什么红外温度仪在测量金属时读数不准确?
这是因为光亮的金属辐射率率低,容易反射周围的红外辐射。除了辐射率设置外,请同时检查周围的高温物体和测量角度。
问:我可以通过粘贴黑体胶带准确测量吗?
使用已知放射性的胶带是稳定测量条件的一种方法。但是,还必须考虑磁带的耐热温度、粘合状态、与对象的温差、使用波长等。
Q.能否测量,如果激光指示器击中目标?
不一定。激光只是瞄准的参考,有些型号并不标明实际测量范围。请查看产品规格中的测量直径和距离。
问:我可以通过玻璃测量温度吗?
这取决于所用红外温度仪的测量波长和窗户材料的透射特性。如果普通玻璃不透射测量波长的红外线,则无法通过玻璃准确测量物体的温度。
Related