红外测温系统.ppt

1.红外测温原理；
2.红外测温系统传感器opt-538u介绍；
3.红外测温系统的放大电路分析
4.红外测温系统的总体设计思路
5.红外测温系统的软硬件设计温度测量分为接触式和非接触式两大类。
1.接触式测温
测温元件直接与被测对象相接触，两者之间进行充分的热交换达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。
优点：直观可靠。
缺点:感温元件影响被测温度场的分布；
接触不良等带来测量误差；
高温和腐蚀性介质影响感温元件的性能和寿命。1红外测温原理红外测温原理一、热辐射基本定律出射辐射能与吸收辐射能的一致性
辐通量：单位时间内通过某一截面的辐射能，又称辐射功率，SI单位为瓦。基尔霍夫定律基尔霍夫证明了：基尔霍夫定律：在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。结论：(二)斯忒潘—玻耳兹曼定律物体辐射出射度与温度间的关系（三）普朗克定律（单色辐射强度定律）（四）维恩位移定律最大辐射波长与温度的关系温度升高：
单色辐射强度随温度升高而增加；
总辐射能量增加；
峰值波长减小。从图9-11曲线中可以看出:
(1)随着温度升高,辐射能量增加,这是红外辐射理
论的出发点,也是单波段红外测温仪的设计依据。
(2)随着温度升高,辐射峰值波长向短波方向移动,
其规律符合维恩位移定律,即:T·λm=2897.8(μm·K),
其中T为热力学温度,λm为峰值响应波长。这个公式
告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处,低温测温
仪多工作在长波处。
(3)辐射能量随温度的变化率,短波处比长波处大,
即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵敏度高),抗干
扰性强。测温仪应尽量选择工作在峰值波长处,特别是
低温小目标的情况下,这一点显得尤为重要。红外测温仪的性能特点及分类扫描式:即行扫描测温仪,用于测量90度视场内一条线的温度分布,每行可测256个点,利用软件,在监视器上形成目标的热图像,它能更直观、更清晰、更快捷地进行温度监测,尤其适用于传送带、旋转窑、滚筒等连续运动的目标。
光纤式:由于光纤直径小、可弯曲,适合在狭小、弯
曲的通道及环境温度很高的恶劣环境中进行测量。
双色(比色)测温仪:利用两个很窄的相近波段测量
同一物体,取较短波段信号与较长波段信号的比值,这
个比值随温度的升高而加大,这种根据比值测温的测温
仪叫比色测温仪或双色测温仪。由于这两个波段靠得
非常近,当被测物在这个很窄的波长内,发射率没有变
化时,则发射率和气氛吸收对两个信号的衰减相同,不
会影响比值。所以,双色测温仪抗干扰能力强,对发射
率、烟雾、灰尘、水气不敏感,可以测量部分被遮挡的目标,测量感应线圈缝隙内加热工件的温度,更显其卓越
性能。美国Raytek公司的双色测温仪,性能优越,哪怕
目标只占视场的5%,也能精确测量。2红外测温系统传感器opt-538u介绍2红外测温系统传感器opt-538u介绍传感器的特性：温度与电压曲线图：3.红外测温系统的放大电路分析1、信号获取电路：该电路使用到的元件有otp-538u，电阻1k,10k，电容47uf2、电压放大电路：采用高阻抗差动放大器，电路放大差模信号，抑制共模信号。选用元件有集成运放LM324，，电阻R1=10k,aR1=bR2=100k,1/cR=10k,R=1m。电压的放大倍数：C=100,a=b=10,Uo=C(1+a+b)Ui=2100Ui电路的连接方式：10脚接地，12脚接信号输入，14脚和8脚一级放大后输出，分别接入5脚和6脚，最后7脚输出。参考电路