紅外測(cè)溫系統(tǒng)課件

2023/2/61.引言2.紅外測(cè)溫儀測(cè)溫原理介紹3.紅外測(cè)溫儀的工作原理4.紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)5.紅外測(cè)溫儀的電路設(shè)計(jì)6.總結(jié)致謝2023/2/61.引言溫度是工業(yè)生產(chǎn)中很普遍、很重要的一個(gè)熱工參數(shù)，許多生產(chǎn)工藝過(guò)程均要求對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)視和控制，特別是在化工、食品等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度的測(cè)量和控制直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫儀表如熱電偶、熱電阻等，因要與被測(cè)物質(zhì)進(jìn)行充分的熱交換，需經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后才能達(dá)到熱平衡，存在著測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，故在使用過(guò)程中存在一定的使用局限。紅外測(cè)溫儀屬于非接觸的實(shí)時(shí)測(cè)溫裝置。2023/2/62.紅外測(cè)溫儀的原理一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅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關(guān)系。因此，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。2023/2/6

3.紅外測(cè)溫儀工作原理

工作原理為輻射體發(fā)出的紅外輻射，進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)制器把紅外輻射調(diào)制成交變輻射，由探測(cè)器轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路，并按照儀器內(nèi)的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值，并顯示在液晶屏上。2023/2/64.紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)由菲涅爾光學(xué)透鏡和濾光片組成。將該光學(xué)透鏡置于紅外熱釋電傳感器上。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)被測(cè)物從透鏡前經(jīng)過(guò)時(shí)，發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。

2023/2/6熱釋電探測(cè)器

熱釋電紅外探測(cè)器的結(jié)構(gòu)通常由熱釋電晶體、氧化膜、濾光鏡片、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管FET和電阻等部分組成。當(dāng)交變的紅外線照射到晶體表面時(shí)，晶體溫度迅速變化，這時(shí)才發(fā)生電荷的變化，從而形成一個(gè)明顯的外電場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。采用雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。該傳感器將兩個(gè)特性相同的熱釋電晶體逆向串聯(lián)，用來(lái)防止其他紅外光引起傳感器誤動(dòng)作。另外，當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，兩個(gè)晶體的參數(shù)會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，這樣可以相互抵消，避免出現(xiàn)檢測(cè)誤差。該傳感器使用時(shí)，D端（漏極）接電源正極，G端（柵極）接電源負(fù)極，s端（源極）為信號(hào)輸出。2023/2/6

測(cè)量電路D、S、E端分別對(duì)應(yīng)了熱釋電探測(cè)器的D、S、G，其中D為場(chǎng)效應(yīng)管漏極接+12V的電源，S為經(jīng)過(guò)熱釋電探測(cè)器轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)輸出，E為場(chǎng)效應(yīng)管的負(fù)極接地。由S端輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)A1放大電路，A2濾波電路，A3積分電路，通過(guò)輸出端口輸入后續(xù)的積分顯示電路。2023/2/6積分顯示電路顯示部分由多位液晶顯示驅(qū)動(dòng)器ICL7106和標(biāo)準(zhǔn)段式液晶顯示屏EDS801及其他一些元器件組成。經(jīng)過(guò)測(cè)量電路處理過(guò)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)輸入端口進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換電路，ICL7106進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再與標(biāo)準(zhǔn)段的EDS801顯示屏顯示出被測(cè)物的溫度。2023/2/6電源電路該系統(tǒng)電源電路如圖所示。該系統(tǒng)采用12V直流電源供電。將