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煥堯機電王璐璐

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60.1001.1 Machine E3613

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在線式紅外測溫探頭由（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)域的測溫儀表設(shè)備。其電路采用數(shù)字化設(shè)計，由MCU進(jìn)行溫度的補償和線性處理，可在整個工作和測量溫度范圍內(nèi)保證產(chǎn)品測量精度和穩(wěn)定的輸出。

一、原理

紅外測溫探頭的測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。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特征:

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

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

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

二、測溫方法

紅外測溫探頭的設(shè)計有三種方法，通過測量輻射物體的全波長的熱輻射來確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測溫法；通過測量物體在一定波長下的單色輻射亮度來確定它的亮度溫度的稱為亮度測溫法；如果是通過被測物體在兩個波長下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來定溫的稱為比色測溫法。 亮度測溫法無需環(huán)境溫度補償，發(fā)射率誤差較小，測溫精度高，但工作于短波區(qū)，只適于高溫測量。比色測溫法的光學(xué)系統(tǒng)可局部遮擋，受煙霧灰塵影響小，測溫誤差小，但必須選擇適當(dāng)波段，使波段的發(fā)射率相差不大。 一般選用全輻射測溫法來計算被測量物體的溫度，全輻射測溫法是根據(jù)所有波長范圍內(nèi)的總輻射而定溫，得到的是物體的輻射溫度。選用這種方法是因為中低溫物體的波長較大，輻射信號很弱，而且結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但它的測溫精度稍差，受物體輻射率影響大。

三、影響測量精度的因素

為了確保正確的在線式紅外測溫探頭測量，請注意以下幾點：
　　1、至目標(biāo)（光點）的距離比
　　2、視場
　　3、環(huán)境條件
　　4、環(huán)境溫度
　　5、發(fā)射率
　　至目標(biāo)（光點）距離比 紅外測溫探頭的光學(xué)系統(tǒng)收集圓形測量點的能量并將其匯聚于探測器。光學(xué)分辨率由設(shè)備至物體的距離與被測光點的大小的比值(D:S比)決定。比值越大，設(shè)備的分辨率越好，可以從更遠(yuǎn)的距離測量更小的光點。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)確測量，不含不希望的背景溫度。
　　視場 確保目標(biāo)大于設(shè)備正在測量的光點尺寸。目標(biāo)越小，您應(yīng)該離得越近。當(dāng)準(zhǔn)確性尤為重要時，確保目標(biāo)至少是光點尺寸的兩倍。
　　環(huán)境條件 留意工作區(qū)域的環(huán)境條件。蒸汽、灰塵、煙霧等會阻擋設(shè)備的鏡頭，從而妨礙精確測量。安裝開始之前，還應(yīng)該考慮噪聲、電磁場或震動等其它條件。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)確測量。

環(huán)境溫度(周圍溫度) 如果測溫儀被暴露于溫差大于20℃的突發(fā)環(huán)境下，請保持至少20分鐘讓其適應(yīng)新的環(huán)境溫度。固定式傳感器針對特殊環(huán)境溫度范圍進(jìn)行了性能優(yōu)化設(shè)計。
　　發(fā)射率 發(fā)射率是物體輻射紅外能量的能力的測量量。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）自動調(diào)校功能

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

·Φ值計算：當(dāng)量Φ值計算

2）閘門功能

      • 范圍/平移：（0～5500）㎜掃查范圍的無級調(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

      • 動態(tài)回放：回波全動態(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

• 距離補償：作好波幅曲線后啟動遠(yuǎn)距離補償功能

4）輸出功能

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

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

      • 通訊：將存儲的缺陷波形及數(shù)據(jù)傳送到計算機

      • 打?。捍蛴√絺麍蟾?/span>

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

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

7）波峰記憶：對閘門內(nèi)動態(tài)回波進(jìn)行高回波的檢搜，并保留在屏幕上。

8）動態(tài)記錄：對掃查的回波進(jìn)行實時動態(tài)記錄。

9）色彩切換：對屏幕顯示色彩（前景、背景）進(jìn)行切換。（HS611e無此鍵）

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

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

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、 開機

     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”注冊商標(biāo)，然后進(jìn)行儀器自檢。  

     儀器自檢通過后，即進(jìn)入開機界面狀態(tài)，見圖3-1。

說明：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