溫度測量相關(guān)問題解答

紅外測溫儀的測溫原理及組成？

　　任何溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體紅外輻射能量的大小與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定被測目標(biāo)的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。

　　紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)，光電探測器，信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上，通過探測器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，將其換算為被測目標(biāo)的溫度值，最后由輸出部分顯示輸出。

　　紅外測溫比熱電偶測溫有哪些優(yōu)勢？

　　溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。熱電偶屬于接觸式測溫，它是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交換才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于較高溫度的測量。紅外測溫儀屬于非接觸式測溫，它是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度比較快；和接觸式測溫方法相比，紅外測溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

　　影響紅外測溫儀測溫精度的幾個(gè)因素？

　　紅外測溫系統(tǒng)中，決定精確測溫的因素主要有發(fā)射率、距離系數(shù)比(L/D)和測溫范圍等。

　　物體發(fā)射率對輻射測溫有很大的影響：自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。發(fā)射率表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數(shù)值之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了物體的紅外輻射特性。

　　距離系數(shù)比(L/D)表示測溫儀和被測目標(biāo)之間的距離Ｌ與測量光斑直徑D之比，測溫時(shí)，我們要求被測目標(biāo)的大小應(yīng)充滿測溫儀視場，所以在安裝測溫儀時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)的大小來確定測溫儀和目標(biāo)的距離。

　　測溫范圍是測溫儀最重要的一個(gè)性能指標(biāo)，用戶應(yīng)根據(jù)被測目標(biāo)的溫度范圍來選擇合適的測溫儀，這樣能保證精確測溫。

　　選擇紅外測溫儀時(shí)要考慮哪些因素？

　　應(yīng)考慮以下因素

　　a)類型

　　根據(jù)現(xiàn)場要求，可選手持式(便攜式)或固定式(在線式)。

　　手持式測溫儀特點(diǎn)：體積小，重量輕，電池供電，適合隨身攜帶，可隨時(shí)進(jìn)行溫度的檢測和記錄，有光學(xué)瞄準(zhǔn)或激光瞄準(zhǔn)裝置，操作非常簡單，只需輕輕一扣扳機(jī)，就能進(jìn)行溫度測量。

　　固定式測溫儀特點(diǎn)：固定安裝在工業(yè)現(xiàn)場，可以24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測，與計(jì)算機(jī)相連，閉環(huán)控制。加裝保護(hù)套和風(fēng)冷、水冷裝置，可以在惡劣環(huán)境及315℃的高溫條件下工作。

　　b)測溫范圍

　　測溫儀量程要滿足使用要求。

　　c)距離系數(shù)

　　距離系數(shù)D:S是測溫儀和被測物之間的距離與被測物直徑的比值。此系數(shù)越大，表明測溫儀的光學(xué)分辨率越高。即測同一物體，距離系數(shù)越大的測溫儀，可以在更遠(yuǎn)的距離測量。

　　一般來說，距離系數(shù)大的測溫儀，靈敏度高，價(jià)格也高一些。

　　d)最小目標(biāo)

　　當(dāng)被測物較小時(shí)，就要考慮測溫儀的最小測量目標(biāo)能否滿足使用要求。

　　分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)主要應(yīng)用在什么領(lǐng)域？

　　目前分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)主要應(yīng)用在

　　a)水庫大壩，主要是溫度監(jiān)控、混凝土大壩監(jiān)控、滲漏檢測及定位、水滲漏路徑的定位、下沉過程的測量、變形測量、巖層研究。

　　b)電力，主要是電線電纜的溫度測量、火災(zāi)的早期探測、對電線及電纜的測量。

　　c)地?zé)岚l(fā)電廠，鑿洞內(nèi)部的溫度檢測、熱反應(yīng)測試、鑿洞周圍區(qū)域的環(huán)境監(jiān)控、熱液體設(shè)施的溫度測量、高溫、干燥地層設(shè)施的溫度測量。

　　d)隧道，收縮壓力的測量、長期的測量、裂縫及損壞的監(jiān)控、火災(zāi)檢測。

　　e)橋梁，安裝過程的測量、變形測量、裂縫及損壞的監(jiān)控、負(fù)荷試驗(yàn)的測量。

　　f)熱水管道原油管道等，溫度監(jiān)控、管道及滲漏的檢測、滲漏處的定位、建筑物質(zhì)量的控制。

　　分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的技術(shù)原理是什么？

　　該技術(shù)主要依據(jù)光纖的光時(shí)域反射(OTDR)和光纖的背向喇曼散射溫度效應(yīng)。激光脈沖射入光纖內(nèi)部，光子與光纖材料分子在內(nèi)部相互作用，一部分光被反射回來，反射光攜帶著被散射光子運(yùn)動(dòng)的熱信息。因此，被反射回來光的光譜攜帶了光纖的溫度信息，可以測量沿光纖每一點(diǎn)的溫度。

　　光譜的分析包括激光在光纖中的傳播速率，通常（像雷達(dá)原理）和光的速度一樣，用很短的時(shí)間間隔（比如1米）去掃描整個(gè)光纖的長度，根據(jù)這樣沿光纖的溫度分布就可以決定了。需要提出的是所測得的每一點(diǎn)溫度是一段光纖上的平均溫度。由于光的速度很快，因此一條數(shù)千米長的光纖可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)掃描完畢。

　　分布光纖溫度傳感技術(shù)設(shè)備包括兩部分：傳感光纜和主機(jī)。光纜里面通常有若干根光纖組成，光纖是溫度敏感材料，因此沿著光纖（光纜）可以連續(xù)測量任意一點(diǎn)的溫度。這就是一種研究溫度變化的設(shè)備。