红外测温仪的设计考虑
在设计
红外测温仪时,对仪器各组成部分分别要加以考虑,根据设计要求作出合理选择。
1.测温方式的选择
首先要根据被测目标的温度范围及其辐射特性来选择合适的测温方式,如全辐射测温、单色测温或比色测温等。一般在低温区选用全辐射法,在高温区选用单辐射法,而如消除发射率的影响,则选用比色法。
2.光学系统的设计
对于测温仪来说,像质和大视角不是考虑的主要方面。反射式系统可或得大的接收口径,成本较低,但尺寸较大;透射式系统可使结构紧凑,适于小型化、便携式仪器,但成本较高。光学系统的焦距应根据被测目标的大小、目标离测温仪的距离及探测器的大小来确定,而光学系统口径则由测温仪的系统方程确定。
3.工作波段的选择
发射率是影响测量精度的主要因素,越近于1,误差就越小,因此,再所选用的波长范围内,目标应有高的?值,这样也容易在信号处理电路中准确的补偿?的影响。另外,还应注意环境温度和周围辐射源的干扰,特别要让所选波长避开二氧化碳和水蒸气的吸收带。
4.探测器的选择
要依据待测目标的特性和温度范围来选择探测器,因为各种探测器的探测率不同,所能探测的温度亦不一样。一般说来,要根据测温仪的尺寸、工作时间长短、工作环境及探测灵敏度和光谱响应范围的要求来权衡选用低温或室温探测器。
5.参考源的选择参考源直接影响测温仪的测量精度,因此应慎重选用,可采用黑体和标准灯,有时也可用调制盘作参考源。参考源的温度范围一般有仪器测温范围确定,若用调制盘作参考源,其温度将随环境温度起伏,这可用补偿电路加以消除,在许多小型便携式测温仪中常选用这种方法,十分有效。
6.电子处理电路的设计
测温仪的电子线路通常包括前置放大器、主放大器、相敏检波器及直流放大器等部分,其中相敏检波对抑制噪声起重要作用。根据目标的辐射强度和探测器的响应率的前置放大器输入端电信号的大小,再根据记录或显示器的输入电平求得放大电路输出信号,两者相比可求得整个电路部分的增益。
7.记录和显示器的选择
红外测温仪的记录和显示方式主要根据使用要求确定,记录方式可以是记录温度曲线、数字显示、指针显示、灯光和音箱显示等