具有無線數(shù)據(jù)傳輸功能的紅外測溫儀的設(shè)計

基于普朗克定律設(shè)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(jù)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(jīng)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(chǎn)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(yīng)速度慢、測溫時間長、干擾物體的溫度場等缺點而使其應(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、設(shè)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(shù)設(shè)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(nèi)外非接觸紅外測溫技術(shù)的發(fā)展極為迅速，德國IMPAC公司生產(chǎn)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(nèi)生產(chǎn)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、科學(xué)院自動化所、杭州無線電廠等，產(chǎn)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，可以通過測量物體自身的紅外放射能來準確測定其表面溫度。這就是紅外測溫的理論基礎(chǔ)。. 

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

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

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，所有實際物體的放射能量除依賴于放射波長及物體的溫度外，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)域的熱放射聚焦在單個探測器上，并通過己知物體的發(fā)射率，將放射功率轉(zhuǎn)化為溫度。由于被檢測的對象、測量范圍和使用場合不同，紅外測溫儀的外觀設(shè)計和內(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)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。