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煥堯機(jī)電王璐璐

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60.1001.1 Machine E3613

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在線式紅外測(cè)溫探頭由（鋁或不銹鋼）金屬外殼、光學(xué)部件、集成電路（ASIC）和微控制器(MCU)等組成，是用于電力、冶金、石化及其它相關(guān)領(lǐng)域的測(cè)溫儀表設(shè)備。其電路采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，由MCU進(jìn)行溫度的補(bǔ)償和線性處理，可在整個(gè)工作和測(cè)量溫度范圍內(nèi)保證產(chǎn)品測(cè)量精度和穩(wěn)定的輸出。

一、原理

紅外測(cè)溫探頭的測(cè)溫原理是黑體輻射定律，*，自然界中一切高于零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定，即：

下圖1-1是不同溫度下的黑體光譜輻射度圖：

圖1-1 不同溫度下的黑體光譜輻射度

從上圖中曲線可以看出黑體輻射具有幾個(gè)特征:

① 在任何溫度下，黑體的光譜輻射度都隨著波長(zhǎng)連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)*值；

② 隨著溫度的升高，與光譜輻射度*值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)減小。這表明隨著溫度的升高，黑體輻射中的短波長(zhǎng)輻射所占比例增加；

③ 隨著溫度的升高，黑體輻射曲線全面提高，即在任一波長(zhǎng)處，與較高溫度相應(yīng)的光譜輻射度也較大，反之亦然。

二、測(cè)溫方法

紅外測(cè)溫探頭的設(shè)計(jì)有三種方法，通過(guò)測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)的熱輻射來(lái)確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測(cè)溫法；通過(guò)測(cè)量物體在一定波長(zhǎng)下的單色輻射亮度來(lái)確定它的亮度溫度的稱為亮度測(cè)溫法；如果是通過(guò)被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來(lái)定溫的稱為比色測(cè)溫法。 亮度測(cè)溫法無(wú)需環(huán)境溫度補(bǔ)償，發(fā)射率誤差較小，測(cè)溫精度高，但工作于短波區(qū)，只適于高溫測(cè)量。比色測(cè)溫法的光學(xué)系統(tǒng)可局部遮擋，受煙霧灰塵影響小，測(cè)溫誤差小，但必須選擇適當(dāng)波段，使波段的發(fā)射率相差不大。 一般選用全輻射測(cè)溫法來(lái)計(jì)算被測(cè)量物體的溫度，全輻射測(cè)溫法是根據(jù)所有波長(zhǎng)范圍內(nèi)的總輻射而定溫，得到的是物體的輻射溫度。選用這種方法是因?yàn)橹械蜏匚矬w的波長(zhǎng)較大，輻射信號(hào)很弱，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但它的測(cè)溫精度稍差，受物體輻射率影響大。

三、影響測(cè)量精度的因素

為了確保正確的在線式紅外測(cè)溫探頭測(cè)量，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：
　　1、至目標(biāo)（光點(diǎn)）的距離比
　　2、視場(chǎng)
　　3、環(huán)境條件
　　4、環(huán)境溫度
　　5、發(fā)射率
　　至目標(biāo)（光點(diǎn)）距離比 紅外測(cè)溫探頭的光學(xué)系統(tǒng)收集圓形測(cè)量點(diǎn)的能量并將其匯聚于探測(cè)器。光學(xué)分辨率由設(shè)備至物體的距離與被測(cè)光點(diǎn)的大小的比值(D:S比)決定。比值越大，設(shè)備的分辨率越好，可以從更遠(yuǎn)的距離測(cè)量更小的光點(diǎn)。紅外光學(xué)的新創(chuàng)新是增加了近焦特性，提供小目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確測(cè)量，不含不希望的背景溫度。
　　視場(chǎng) 確保目標(biāo)大于設(shè)備正在測(cè)量的光點(diǎn)尺寸。目標(biāo)越小，您應(yīng)該離得越近。當(dāng)準(zhǔn)確性尤為重要時(shí)，確保目標(biāo)至少是光點(diǎn)尺寸的兩倍。
　　環(huán)境條件 留意工作區(qū)域的環(huán)境條件。蒸汽、灰塵、煙霧等會(huì)阻擋設(shè)備的鏡頭，從而妨礙精確測(cè)量。安裝開(kāi)始之前，還應(yīng)該考慮噪聲、電磁場(chǎng)或震動(dòng)等其它條件。保護(hù)外殼、空氣凈化，以及空氣或水冷可保護(hù)傳感器，確保準(zhǔn)確測(cè)量。

環(huán)境溫度(周圍溫度) 如果測(cè)溫儀被暴露于溫差大于20℃的突發(fā)環(huán)境下，請(qǐng)保持至少20分鐘讓其適應(yīng)新的環(huán)境溫度。固定式傳感器針對(duì)特殊環(huán)境溫度范圍進(jìn)行了性能優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　發(fā)射率 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測(cè)量量。輻射的能量指示物體的溫度。發(fā)射率的取值范圍為0（光潔的鏡面）至1.0（黑體）。了解發(fā)射率和各種材料的發(fā)射率值。

四、舉例介紹 HE-155K

• 功能選擇之間的操作關(guān)系

儀器的功能及其邏輯關(guān)系

1）自動(dòng)調(diào)校功能

      • 范圍/零偏：探傷范圍的調(diào)節(jié) / 探頭入射零點(diǎn)的調(diào)節(jié)

      • 聲速：材料聲速（0～9000）m/s 連續(xù)調(diào)節(jié)

• K值： 斜探頭的折射角（K值）測(cè)量

·Φ值計(jì)算：當(dāng)量Φ值計(jì)算

2）閘門功能

      • 范圍/平移：（0～5500）㎜掃查范圍的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)/脈沖平移調(diào)節(jié)

      • 閘門操作：閘門移位/閘門寬度/閘門高度調(diào)節(jié)

      • 閘門選擇：閘門A/B選擇

      • 動(dòng)態(tài)回放：回波全動(dòng)態(tài)記錄回放

3）曲線功能

      • 制    作：制作距離—波幅曲線

      • 調(diào)    整：修整已制作的距離—波幅曲線

      • 刪    除：刪除已制作的距離波—幅曲線

• 距離補(bǔ)償：作好波幅曲線后啟動(dòng)遠(yuǎn)距離補(bǔ)償功能

4）輸出功能

      • 讀出：顯示當(dāng)前讀出號(hào)的缺陷波形及數(shù)據(jù)

      • 刪除：刪除當(dāng)前存貯號(hào)或連續(xù)存貯區(qū)間的缺陷波形及數(shù)據(jù)

      • 通訊：將存儲(chǔ)的缺陷波形及數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)

      • 打印：打印探傷報(bào)告

5）包絡(luò)功能：對(duì)缺陷回波進(jìn)行波峰軌跡描繪，輔助對(duì)缺陷定性判斷。

6）增益/自動(dòng)增益功能：手動(dòng)調(diào)節(jié)儀器靈敏度/自動(dòng)波高調(diào)節(jié)儀器靈敏度（80%）。

7）波峰記憶：對(duì)閘門內(nèi)動(dòng)態(tài)回波進(jìn)行高回波的檢搜，并保留在屏幕上。

8）動(dòng)態(tài)記錄：對(duì)掃查的回波進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄。

9）色彩切換：對(duì)屏幕顯示色彩（前景、背景）進(jìn)行切換。（HS611e無(wú)此鍵）

10）報(bào)    警：閘門內(nèi)的缺陷回波高于閘門/曲線高度時(shí)，儀器發(fā)出聲響提示

11）傷波存儲(chǔ)：將屏幕上的回波及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在儀器存貯器中。

12）抑    制：調(diào)節(jié)抑制雜波比例。

13）通    道：通道切換選擇

：子功能對(duì)應(yīng)選擇鍵，配合“確認(rèn)”鍵或旋鈕使用。

HS610e與HS611e操作方法相同（除ＨＳ６１１e無(wú)色彩切換外），下面的章節(jié)中以HS610e為例進(jìn)行講解，HS611e型可參照使用

3、 開(kāi)機(jī)

     HS610e型數(shù)字式超聲波探傷儀采用交直流兩用供電方式，只要儀器有電源供電，按  鍵兩秒鐘左右，直到電源指示燈亮。儀器首先出現(xiàn)“漢威”注冊(cè)商標(biāo)，然后進(jìn)行儀器自檢。  

     儀器自檢通過(guò)后，即進(jìn)入開(kāi)機(jī)界面狀態(tài)，見(jiàn)圖3-1。

說(shuō)明：在縱波直探頭的情況下。 聲程（S） 即聲波從工件表面至缺陷的垂直距離。沒(méi)有顯示。在橫波斜探頭的情況下。表示聲程（S） 表示水平距離（L）。指的是探頭前端至缺陷的水平距離（已減掉前沿）。表示垂直距離

 儀器的調(diào)校：

（1） 準(zhǔn)備工作：HS610e或HS611e儀器、斜探頭、CSK-IA試塊