《第8讲红外测温》.ppt

第６章　红外监测技术 ６.１　红外测温基本原理 ６.２　红外测温仪 ６.３　红外成像系统 机械故障诊断学 Anhui University of Technology 摩擦、碰撞、泄漏等都与温度有关 ６.１　红外测温基本原理 温度－－表示物体冷热程度的物理量，是物体分子运动平均动能大小 　　　　的标志 热故障－－在设备的运转过程中，机械元件或电气元器件，常常会因 　　　　　温度发生变化而产生 如机件中由于摩擦、磨损、不正确的工作位置、或过载运行、或轴承 的磨损运行、或润滑不良等均会产生异常热 对温度的变化和分布情况进行分析可以达到确定设备工作状态和诊 断故障的程度 一、温度与温标 　　温度是国际单位制中七个基本单位之一（长度、质量、时间、发光强度、电流强度、热力学温度、物质等），为内涵量（即两个温度的组合不是简单叠加），非外延量。 　　温标：热力学温标T（K）开尔文、摄氏温标t（℃），其它如华氏、兰氏等。 １、接触式：使测温元件与被测对象有良好的热接触，通过传导和 　　　　　　对流达到热平衡来进行温度的测量 ６.１　红外测温基本原理 二、温度的监测 特点：①测出的温度有误差 　　　②测温需要接触，热平衡速度慢 　　　③在高温、远距、腐蚀、带电、导热差、目标微小、动体 　　　　及温度动态监测等许多场合无法进行测温 温度计－－测量600℃温度以下的仪表 高温计－－测量高于600℃以上的仪表 测温仪表又分为基准仪表、标准仪表和实用仪表 Anhui University of Technology ６.１　红外测温基本原理 ２、非接触式：测温元件与被测对象不接触，通过接受热辐射能量 　　　　　　　实现测温．　　其中红外测温技术应用最为广泛 仪表名称 作用原理 接触 测温 膨胀式温度计 ：液体式 　　　　　　　固体式 压力表式温度计：液体式 　　　　　　　　气体式 　　　　　　　　蒸气式 电阻温度计 热电偶温度计 液体或固体受热膨胀 封闭在固定容器中的液体、气体或某种液体的饱和蒸气热体积膨胀或压力变化 导体或半导体受热电阻值变化 物体的热电性质 非接触测温 光电高温计、光学高温计、 红外热像、红外热电视、 红外测温仪 物体热辐射 ６.１　红外测温基本原理 Anhui University of Technology 三、红外测温基本理论 1、非接触测温的特点 应用广 　可用于许多接触式测温无法测量的场合和物体，如温度很 高、目标很远、有腐蚀性或高纯度物质、导热性差、目标微小、 　　　　　　小热容量物体、运动中物体、动态过程、物体带电等； 　　　　　可以显示物体某点的温度，还可实时显示物体的二维分布场； ②反应快、测温准确 辐射以光速传播，红外测温取决于测温仪表的响　 　　　　　　　　　　　应时间（1秒内） ③灵敏度高 只有微小温度差就可分辨出来，红外测温有0.1℃温度分辨 　　　率，和几mm的空间分辨率；尤其是红外成像系统带有彩色监视器 ④测温范围广 选不同类型仪器可测几十到上千度温度。有多功能处理器、　　 　　　　　　录像机、实时记录器、软盘记录仪等，配用灵活，使用方便 2、红外辐射原理 ６.１　红外测温基本原理 Anhui University of Technology 光----电磁波中的一小部分。可见光中波长最短的是“紫光”，比紫光更短的为“紫外线”，红光波长最长，比它还长的是“红外线”，即介于可见光与微波之间. 红外光波长范围：近红外0.78～3 　m、中红外3～20 　m、远红外20～1000　m 红外辐射（热辐射）：由于物体温度升高而发出的辐射称为热辐射。 因为热辐射的强度及光谱成分取决于温度，所以温度起着决定性的作用。 温度在千度以下其热辐射中最强的波是红外辐射; 当物体温度达到300℃时，其热辐射中最强的波是红外线，波长为5μm， 当温度达到800℃时，热辐射的成分已有足够的可见光，呈现“赤热”状态，但绝大多数的辐射能量仍属红外线。 热辐射中很重要的成分是红外热辐射; 在可见光红光之外还存在一种能使温度计升高的人眼看不见的不可见辐射，称为红外辐射，即从可见光的红端到毫米波的宽广范围内（0.78～1000μm）的电磁波辐射。 本质与可见光一样。 ６.１　红外测温基本原理 Anhui University of Technology 红外辐射基本定律 （1）基尔霍夫定律 善于发射的物体必定善于吸收，反之亦然。 （2）Stefan—Boltzman定律 物体的辐射强度与热力学温度的四次方成正比。故物体的辐射强度随温度的升高而显著增加。 （3）普朗克定律 任何物体只要其温度超过绝对温度零度，都会向外