2020年2月21日的線上研討會(huì)上，testo德圖儀器的產(chǎn)品應(yīng)用顧問(wèn)分享了非接觸式紅外測(cè)溫儀在食品領(lǐng)域的使用細(xì)節(jié)和實(shí)際應(yīng)用，在線與業(yè)內(nèi)朋友們討論了使用過(guò)程中會(huì)遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題。

研討會(huì)內(nèi)容概覽

紅外測(cè)量的物理原理

發(fā)射率的含義與調(diào)節(jié)

影響準(zhǔn)確性的因素和控制方法

食品企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與對(duì)應(yīng)方案

紅外測(cè)量的物理原理

紅外測(cè)量設(shè)備是利用自然界存在物體的熱輻射進(jìn)行溫度測(cè)量的一種常用的方法。

熱輻射是一種電磁輻射，一切物體都會(huì)發(fā)出電磁波，或稱(chēng)輻射，這取決于其溫度的大小。對(duì)于我們的大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)（HVAC/R、食品加工、制藥業(yè)和工業(yè)等），波長(zhǎng)從8微米到14微米的長(zhǎng)波紅外，是進(jìn)行紅外測(cè)量的物理基礎(chǔ)，幾乎所有市面上的紅外線測(cè)溫儀都在此范圍內(nèi)測(cè)量。

空氣的存在會(huì)不會(huì)影響到紅外測(cè)量呢？那需要通過(guò)下面這張圖片來(lái)了解什么是“大氣窗口”。

大氣窗口被定義為電磁輻射頻譜的波長(zhǎng)間隔（如可見(jiàn)光、紅外光），對(duì)此間隔空氣在很大程度上是透明的。紅外傳感器在進(jìn)行紅外測(cè)量時(shí)，利用8微米到14微米這段波長(zhǎng)的大氣窗口，將不會(huì)受到空氣中水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w的影響。

什么是發(fā)射率呢？

發(fā)射率應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)呢？

工業(yè)紅外測(cè)量設(shè)備有一個(gè)非常重要的參數(shù)即所謂的發(fā)射率。那么發(fā)射率代表什么含義，以及怎樣來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射率？

首先自然界物體輻射包括三個(gè)方面——物體自身發(fā)出的熱輻射、反射外界的輻射、透過(guò)的輻射。這三個(gè)部分的輻射組成了物體總體的輻射能量。三個(gè)部分能量的占比分別代表了發(fā)射率ε，透射率R以及反射率T，三者之和等于1。

物體的發(fā)射率跟物體材料本身的性質(zhì)有關(guān)，ε=0.5代表物體發(fā)射的輻射50%來(lái)自于自身發(fā)射的輻射能量，其他50%來(lái)自于透射和反射。常見(jiàn)物體的發(fā)射率可以參考以下對(duì)紅外測(cè)溫儀進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，當(dāng)你需要測(cè)量什么類(lèi)型的物體，即可將紅外測(cè)溫儀的參數(shù)調(diào)整至對(duì)應(yīng)的發(fā)射率。這樣測(cè)得的結(jié)果是物體真實(shí)的溫度，否則將可能會(huì)有較大的偏差。食品行業(yè)使用的紅外測(cè)量設(shè)備，發(fā)射率可以調(diào)整至0.8-0.95。

常見(jiàn)物體的發(fā)射率

紅外測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？

你首先需要了解有哪些影響因素，才可以通過(guò)操作進(jìn)行避免。

首先紅外測(cè)量設(shè)備是典型的“可視化”測(cè)量方法，利用光學(xué)部件對(duì)紅外線進(jìn)行測(cè)量，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行顯示，透鏡鏡頭表面的潔凈度將會(huì)直接印象測(cè)量的準(zhǔn)確性，在紅外測(cè)量設(shè)備的使用過(guò)程中，需要保持鏡頭的潔凈度，一旦鏡頭上有灰塵或者在使用過(guò)程中被油脂污染，請(qǐng)使用干凈柔軟材質(zhì)的鏡頭布進(jìn)行擦拭。

第二是中間媒介（如灰塵，水蒸汽），在被測(cè)量物體和鏡頭之間的媒介，如出現(xiàn)水汽，或者灰塵，都會(huì)影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。比如在食品加熱時(shí)，有大量的水蒸氣形成，如使用紅外測(cè)量食品的表面溫度，結(jié)果將不準(zhǔn)確。

第三是環(huán)境溫度，作為溫度測(cè)量的儀器，部件本身的溫度也會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果環(huán)境高于儀器溫度，測(cè)量結(jié)果偏高。如果環(huán)境溫度低于儀器溫度，測(cè)量結(jié)果偏低，無(wú)法用發(fā)射率進(jìn)行修正。所以需要一定的時(shí)間來(lái)適應(yīng)環(huán)境溫度。