具有無線數(shù)據傳輸功能的紅外測溫儀的設計
2016-01-14 00:00:00 點擊量：106
基于普朗克定律設計紅外測溫儀，采用無線通信模塊PTR8000實現(xiàn)上位機與紅外測溫儀之間的數(shù)據傳輸，開發(fā)了上位機管理軟件，實現(xiàn)了溫度的實時顯示。經實驗驗證，該測溫儀具有一定的測量精度，滿足一般工業(yè)要求。
引言
溫度作為一種重要的熱工參數(shù)，在工業(yè)生產中的很多場合要求實現(xiàn)實時自動監(jiān)測和控制溫度。傳統(tǒng)的接觸式測溫方式因反應速度慢、測溫時間長、干擾物體的溫度場等缺點而使其應用范圍受到很大限制。隨著紅外技術的發(fā)展，非接觸紅外測溫作為一門新技術迅速崛起，在工業(yè)生產、產品質量監(jiān)測、設備在線故障診斷、安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮著重要作用。紙箱抗壓試驗機
基于紅外測溫技術設計的測溫儀具有非接觸測量、測量范圍廣、測溫速度快、準確度高、靈敏度高、使用方便、壽命長等特點。目前，國內外非接觸紅外測溫技術的發(fā)展極為迅速，德國IMPAC公司生產的數(shù)字式紅外測溫儀IS5系列很受用戶歡迎，美國雷泰公司的紅外測溫儀在市場上也占有很大份額。國內生產紅外測溫儀的廠家和研究所有：上海自動化儀表三廠、云南儀表廠、中國科學院自動化所、杭州無線電廠等，產品也都具有良好的性能。
1、紅外測溫原理
在自然界中，一切溫度高于絕對零度的物體都不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布都與物體表面溫度有十分密切的關系。因此，可以通過測量物體自身的紅外輻射能來準確測定其表面溫度。這就是紅外測溫的理論基礎。.
普朗克定律描述了絕對黑體的輻射能力與波長和溫度之間的關系。其數(shù)學表達式為：
從式（1）可以看出只要我們測出了黑體的輻射出射度M（λ，T），對其在全波長范圍內進行數(shù)學積分就可以得出黑體的溫度。這就是設計紅外測溫儀的理論依據。
普朗克定律是以"黑體"作為研究對象分析得出的。但是，自然界中存在的實際物體都不是黑體，所有實際物體的輻射能量除依賴于輻射波長及物體的溫度外，還與構成物體的材料性質、生產工藝以及物體表面狀態(tài)、周圍環(huán)境等因素有關。因此，為了使普朗克定律適用于所有實際物體，必須對其進行修正。引入比例系數(shù)（即發(fā)射率，表征實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，它與材料性質及表面狀態(tài)有關，其值為0（極光滑的鏡面）～1.0（黑色）。模擬運輸振動試驗機
2、紅外測溫儀
紅外測溫采用逐點分析的方式，即把物體一個局部區(qū)域的熱輻射聚焦在單個探測器上，并通過己知物體的發(fā)射率，將輻射功率轉化為溫度。由于被檢測的對象、測量范圍和使用場合不同，紅外測溫儀的外觀設計和內部結構不盡相同，但基本結構大體相似，主要包括光學系統(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。