2020年2月21日的线上研讨会上,testo德图仪器的产品应用顾问分享了非接触式红外测温仪在食品领域的使用细节和实际应用,在线与业内朋友们讨论了使用过程中会遇到的一些常见问题。
研讨会内容概览
红外测量的物理原理
发射率的含义与调节
影响准确性的因素和控制方法
食品企业应用场景与对应方案
红外测量的物理原理
红外测量设备是利用自然界存在物体的热辐射进行温度测量的一种常用的方法。
热辐射是一种电磁辐射,一切物体都会发出电磁波,或称辐射,这取决于其温度的大小。对于我们的大多数应用来说(HVAC/R、食品加工、制药业和工业等),波长从8微米到14微米的长波红外,是进行红外测量的物理基础,几乎所有市面上的红外线测温仪都在此范围内测量。
空气的存在会不会影响到红外测量呢?那需要通过下面这张图片来了解什么是“大气窗口”。
大气窗口被定义为电磁辐射频谱的波长间隔(如可见光、红外光),对此间隔空气在很大程度上是透明的。红外传感器在进行红外测量时,利用8微米到14微米这段波长的大气窗口,将不会受到空气中水蒸气和二氧化碳气体的影响。
什么是发射率呢?
发射率应该怎样调节呢?
工业红外测量设备有一个非常重要的参数即所谓的发射率。那么发射率代表什么含义,以及怎样来调节发射率?
首先自然界物体辐射包括三个方面——物体自身发出的热辐射、反射外界的辐射、透过的辐射。这三个部分的辐射组成了物体总体的辐射能量。三个部分能量的占比分别代表了发射率ε,透射率R以及反射率T,三者之和等于1。
物体的发射率跟物体材料本身的性质有关,ε=0.5代表物体发射的辐射50%来自于自身发射的辐射能量,其他50%来自于透射和反射。常见物体的发射率可以参考以下对红外测温仪进行参数的设定,当你需要测量什么类型的物体,即可将红外测温仪的参数调整至对应的发射率。这样测得的结果是物体真实的温度,否则将可能会有较大的偏差。食品行业使用的红外测量设备,发射率可以调整至0.8-0.95。
常见物体的发射率
红外测量的数据不准确?
你首先需要了解有哪些影响因素,才可以通过操作进行避免。
首先红外测量设备是典型的“可视化”测量方法,利用光学部件对红外线进行测量,再转化为相应的信号进行显示,透镜镜头表面的洁净度将会直接印象测量的准确性,在红外测量设备的使用过程中,需要保持镜头的洁净度,一旦镜头上有灰尘或者在使用过程中被油脂污染,请使用干净柔软材质的镜头布进行擦拭。
第二是中间媒介(如灰尘,水蒸汽),在被测量物体和镜头之间的媒介,如出现水汽,或者灰尘,都会影响到测量的准确性。比如在食品加热时,有大量的水蒸气形成,如使用红外测量食品的表面温度,结果将不准确。
第三是环境温度,作为温度测量的仪器,部件本身的温度也会影响到测量结果的准确性。如果环境高于仪器温度,测量结果偏高。如果环境温度低于仪器温度,测量结果偏低,无法用发射率进行修正。所以需要一定的时间来适应环境温度。