具有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能的紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)

基于普朗克定律設(shè)計(jì)紅外測(cè)溫儀，采用無(wú)線通信模塊PTR8000實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與紅外測(cè)溫儀之間的數(shù)據(jù)傳輸，開發(fā)了上位機(jī)管理軟件，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)顯示。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該測(cè)溫儀具有一定的測(cè)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(chǎn)中的很多場(chǎng)合要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制溫度。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫方式因反應(yīng)速度慢、測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng)、干擾物體的溫度場(chǎng)等缺點(diǎn)而使其應(yīng)用范圍受到很大限制。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，非接觸紅外測(cè)溫作為一門新技術(shù)迅速崛起，在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)、設(shè)備在線故障診斷、安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮著重要作用。紙箱抗壓試驗(yàn)機(jī)

基于紅外測(cè)溫技術(shù)設(shè)計(jì)的測(cè)溫儀具有非接觸測(cè)量、測(cè)量范圍廣、測(cè)溫速度快、準(zhǔn)確度高、靈敏度高、使用方便、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外非接觸紅外測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展極為迅速，德國(guó)IMPAC公司生產(chǎn)的數(shù)字式紅外測(cè)溫儀IS5系列很受用戶歡迎，美國(guó)雷泰公司的紅外測(cè)溫儀在市場(chǎng)上也占有很大份額。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)紅外測(cè)溫儀的廠家和研究所有：上海自動(dòng)化儀表三廠、云南儀表廠、科學(xué)院自動(dòng)化所、杭州無(wú)線電廠等，產(chǎn)品也都具有良好的性能。

1、紅外測(cè)溫原理

在自然界中，一切溫度高于零度的物體都不停地向周圍空間發(fā)出紅外放射能。物體的紅外放射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布都與物體表面溫度有十分密切的關(guān)系。因此，可以通過(guò)測(cè)量物體自身的紅外放射能來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定其表面溫度。這就是紅外測(cè)溫的理論基礎(chǔ)。. 

普朗克定律描述了黑體的放射能力與波長(zhǎng)和溫度之間的關(guān)系。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

從式（1）可以看出只要我們測(cè)出了黑體的放射出射度M（λ，T），對(duì)其在全波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)學(xué)積分就可以得出黑體的溫度。這就是設(shè)計(jì)紅外測(cè)溫儀的理論依據(jù)。

普朗克定律是以"黑體"作為研究對(duì)象分析得出的。但是，自然界中存在的實(shí)際物體都不是黑體，所有實(shí)際物體的放射能量除依賴于放射波長(zhǎng)及物體的溫度外，還與構(gòu)成物體的材料性質(zhì)、生產(chǎn)工藝以及物體表面狀態(tài)、周圍環(huán)境等因素有關(guān)。因此，為了使普朗克定律適用于所有實(shí)際物體，必須對(duì)其進(jìn)行修正。引入比例系數(shù)（即發(fā)射率，表征實(shí)際物體的熱放射與黑體放射的接近程度，它與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)，其值為0（極光滑的鏡面）～1.0（黑色）。模擬運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)

2、紅外測(cè)溫儀

紅外測(cè)溫采用逐點(diǎn)分析的方式，即把物體一個(gè)局部區(qū)域的熱放射聚焦在單個(gè)探測(cè)器上，并通過(guò)己知物體的發(fā)射率，將放射功率轉(zhuǎn)化為溫度。由于被檢測(cè)的對(duì)象、測(cè)量范圍和使用場(chǎng)合不同，紅外測(cè)溫儀的外觀設(shè)計(jì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不盡相同，但基本結(jié)構(gòu)大體相似，主要包括光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。