固定式測(cè)溫儀是一種無需與被測(cè)物體直接接觸即可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的設(shè)備,其儀器組成裝置主要包括以下幾個(gè)核心部分:
1.光學(xué)系統(tǒng)
功能作用:作為測(cè)溫儀的“眼睛”,負(fù)責(zé)收集并聚焦被測(cè)物體發(fā)出的紅外輻射。它主要由透鏡、反射鏡和濾光片等元件構(gòu)成。其中,透鏡或反射鏡通常采用對(duì)紅外線透明的材料制成(如鍺、硅或硫化鋅),能夠?qū)⒈粶y(cè)區(qū)域的紅外輻射匯聚成一束平行光或聚焦到紅外探測(cè)器的敏感面上,確保探測(cè)器可以高效接收能量。而濾光片則起到“波長選擇”的作用,只允許特定波長范圍的紅外線通過,過濾掉可見光、紫外線及環(huán)境雜散輻射,從而減少測(cè)量干擾。
功能作用:是測(cè)溫儀的核心傳感器,其主要任務(wù)是將光學(xué)系統(tǒng)聚焦后的紅外輻射能量轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)(電壓或電流)。根據(jù)工作原理的不同,探測(cè)器可分為“熱型”和“光子型”兩類。熱型探測(cè)器(如熱電偶、熱釋電探測(cè)器)利用紅外輻射的熱效應(yīng),即輻射能量被吸收后轉(zhuǎn)化為熱量,導(dǎo)致探測(cè)器材料的溫度、電阻或極化狀態(tài)發(fā)生變化,進(jìn)而產(chǎn)生電信號(hào);光子型探測(cè)器(如紅外光電二極管、紅外電荷耦合器件CCD)則基于光電效應(yīng),當(dāng)紅外光子被探測(cè)器材料的原子吸收后,會(huì)激發(fā)電子躍遷形成光電流。這類探測(cè)器響應(yīng)速度快、靈敏度高,但需要在低溫下工作,成本也較高,適用于高溫、高速動(dòng)態(tài)測(cè)量場(chǎng)景。
技術(shù)特點(diǎn):不同類型的探測(cè)器適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景,用戶可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的類型以獲得最佳的測(cè)量效果。
3.固定式測(cè)溫儀信號(hào)處理單元
功能作用:由于探測(cè)器輸出的電信號(hào)通常較為微弱且容易受到環(huán)境干擾(如環(huán)境溫度、雜散輻射的影響),因此需要通過信號(hào)處理單元進(jìn)行放大、濾波和校準(zhǔn)等操作,才能將其轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的溫度值。該單元的核心功能包括發(fā)射率補(bǔ)償和環(huán)境溫度修正。發(fā)射率補(bǔ)償是因?yàn)閷?shí)際物體并非黑體,其輻射能量比黑體弱,若直接按黑體輻射公式計(jì)算會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值偏低,所以信號(hào)處理單元需根據(jù)用戶設(shè)定的被測(cè)物體發(fā)射率來對(duì)能量信號(hào)進(jìn)行修正;環(huán)境溫度修正則是因?yàn)闇y(cè)溫儀自身的光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器會(huì)受到環(huán)境溫度影響產(chǎn)生背景輻射,信號(hào)處理單元通過內(nèi)置的溫度傳感器采集環(huán)境溫度,并扣除背景輻射干擾,進(jìn)一步提升測(cè)量精度。
重要性:這一環(huán)節(jié)對(duì)于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,尤其是在復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境中。
4.固定式測(cè)溫儀顯示/輸出模塊
功能作用:經(jīng)過處理的溫度信號(hào)最終通過顯示模塊(如LCD、LED)實(shí)時(shí)顯示出來,同時(shí)還可以借助模擬量、數(shù)字量接口傳輸至PLC、DCS等控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄與報(bào)警。這也是“固定式”設(shè)備能夠適配工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景的重要優(yōu)勢(shì)之一。
應(yīng)用場(chǎng)景:在工業(yè)生產(chǎn)中,工作人員可以通過該模塊隨時(shí)了解生產(chǎn)過程中的溫度變化情況,及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù),確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
