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world of industries 9/2017 (CN)

world of industries 9/2017 (CN)

作 者 : Jörg Lantzsch

作 者 : Jörg Lantzsch 博 士 , 专 业 独 立 记 者 ,Dr. Lantzsch 通 讯 社 , 威 斯 巴 登 。 硕 士 工 程 师 Torsten Czech, 产 品 管 理 总 监 , 欧 普 士 有 限 公 司 , 柏 林 , 德 国 。 高 温 计 和 红 外 摄 像 仪 —— 完 美 组 合 INDUSTRIAL AUTOMATION SHOW 非 接 触 式 温 度 测 量 在 工 业 领 域 应 用 十 分 广 泛 , 从 生 产 到 维 护 无 不 涉 及 。 绝 大 多 数 情 况 下 , 红 外 测 温 技 术 是 首 选 。 但 选 择 一 台 合 适 的 仪 器 并 不 简 单 。 除 了 选 择 高 温 计 或 红 外 热 像 仪 之 外 , 还 需 要 考 虑 许 多 其 他 因 素 。 温 度 测 量 是 工 业 应 用 中 最 常 见 的 环 节 。 多 数 情 况 下 人 们 使 用 温 度 计 ( 通 常 是 铂 电 阻 温 度 计 ) 这 种 传 统 的 方 式 测 量 温 度 。 但 这 种 测 量 方 式 的 前 提 是 待 测 物 体 与 温 度 计 之 间 必 须 进 行 接 触 。 因 此 , 该 方 式 不 适 用 于 对 精 细 表 面 、 移 动 物 体 或 无 法 接 触 的 不 规 则 物 体 等 进 行 温 度 测 量 。 由 于 必 须 保 证 被 测 量 物 体 与 温 度 计 之 间 达 到 热 平 衡 状 态 , 因 此 这 种 测 量 方 法 也 相 对 较 为 费 时 。 使 用 红 外 线 测 量 温 度 通 过 物 体 发 射 的 红 外 辐 射 能 够 实 现 非 接 触 式 温 度 测 量 。 早 在 1900 年 , 马 克 斯 · 普 朗 克 就 发 现 了 电 磁 辐 射 的 光 谱 分 布 与 物 体 温 度 之 间 的 关 系 , 并 以 自 己 的 名 字 命 名 了 这 条 定 律 。 当 温 度 达 到 3000K 左 右 时 , 辐 射 光 谱 的 最 大 值 处 于 红 外 线 范 围 内 。 这 也 是 几 乎 被 全 欧 盟 禁 用 的 白 炽 灯 泡 高 能 耗 低 效 率 的 原 因 。 但 普 朗 克 定 律 只 适 用 于 理 想 的 黑 体 辐 射 体 。 而 实 际 上 , 物 体 发 出 的 辐 射 量 取 决 于 所 谓 的 辐 射 率 , 而 辐 射 率 会 受 到 物 体 的 材 料 、 表 面 状 况 、 温 度 和 波 长 的 影 响 。 因 此 , 使 用 红 外 辐 射 测 量 温 度 时 , 辐 射 率 是 一 个 不 可 忽 略 的 因 素 。 不 同 的 测 温 仪 类 型 市 面 上 有 各 种 各 样 通 过 红 外 线 来 测 量 温 度 的 测 温 仪 。 热 电 堆 的 工 作 原 理 是 热 电 效 应 , 即 加 热 两 种 金 属 的 节 点 处 时 会 产 生 电 压 。 用 于 接 触 式 测 温 的 热 元 件 也 是 基 于 这 种 原 理 。 因 此 , 通 过 红 外 辐 射 加 热 的 测 温 仪 也 被 称 为 辐 射 热 元 件 。 铋 和 锑 是 制 作 热 电 堆 经 常 使 用 的 材 料 组 合 。 热 电 测 温 仪 中 的 辐 射 敏 感 元 件 由 两 个 热 释 电 材 料 的 电 沉 积 组 成 。 与 压 电 效 应 类 似 , 热 电 效 应 产 生 的 表 面 电 荷 可 通 过 前 置 放 大 器 转 化 为 可 测 量 的 电 信 号 。 由 于 该 检 测 元 件 无 法 连 续 测 量 , 所 以 必 须 使 用 斩 波 器 以 规 律 的 间 隔 中 断 辐 射 , 从 而 通 过 选 择 性 放 大 频 率 实 现 良 好 的 信 噪 比 。 另 一 种 测 温 仪 是 利 用 电 阻 测 温 的 辐 射 测 热 计 。 吸 收 红 外 辐 射 后 , 信 号 电 压 随 着 辐 射 测 热 计 电 阻 的 变 化 而 发 生 变 化 。 这 种 测 温 仪 具 有 极 高 的 灵 敏 度 , 因 此 适 用 于 测 量 具 有 高 电 阻 温 度 系 数 的 材 料 。 热 成 像 摄 像 仪 具 有 较 高 的 空 间 分 辨 率 , 由 此 在 进 行 温 度 测 量 时 能 够 创 建 通 常 只 有 借 助 辐 射 测 温 探 测 器 方 可 实 现 的 热 图 像 。 点 和 面 的 温 度 测 量 选 择 合 适 的 非 接 触 式 温 度 测 量 技 术 时 , 需 要 考 虑 许 多 因 素 。 用 户 需 根 据 个 人 需 要 确 定 测 量 单 点 温 度 还 是 物 体 表 面 分 配 的 温 度 。 前 一 种 情 况 适 用 于 表 面 温 度 分 配 均 匀 、 不 需 要 某 个 特 定 位 置 温 度 信 息 的 物 体 。 只 能 测 量 某 一 点 温 度 的 温 度 传 感 器 被 称 为 高 温 计 。 相 反 , 红 外 摄 像 仪 或 热 成 像 摄 像 仪 可 测 量 的 信 息 更 为 广 泛 , 例 如 能 够 测 出 特 定 区 域 内 温 度 最 高 和 最 低 的 点 , 还 可 以 用 假 色 图 像 显 示 测 量 区 域 内 的 温 度 分 布 。 关 于 欧 普 士 欧 普 士 十 多 年 来 一 直 致 力 于 研 发 和 制 造 用 于 非 接 触 式 温 度 测 量 的 红 外 测 温 装 置 , 其 中 包 括 : 便 携 式 测 温 仪 和 在 线 式 工 业 测 温 仪 , 以 及 用 于 点 和 面 温 度 测 量 的 红 外 摄 像 仪 。 大 型 经 销 商 网 络 遍 布 全 球 各 地 , 提 供 快 速 的 产 品 销 售 和 方 便 可 靠 的 客 户 服 务 。 26 WORLD OF INDUSTRIES

机 器 视 觉 01 高 温 计 适 用 于 各 种 工 业 领 域 中 的 非 接 触 式 温 度 测 量 02 需 要 非 接 触 式 温 度 测 量 的 领 域 非 常 广 泛 —— 金 属 温 度 测 量 只 是 其 中 之 一 然 而 , 红 外 摄 像 仪 产 生 的 大 量 复 杂 数 据 必 须 经 过 处 理 , 并 根 据 应 用 程 序 进 行 存 储 。 红 外 摄 像 仪 价 格 也 相 对 较 高 。 适 用 于 不 同 需 求 的 高 温 计 和 红 外 摄 像 仪 欧 普 士 有 限 公 司 是 红 外 测 温 技 术 领 域 的 行 业 领 先 企 业 之 一 。“ 我 们 的 总 部 设 于 德 国 , 业 务 遍 布 全 球 。 我 们 的 产 品 包 括 在 线 式 和 便 携 式 工 业 温 度 计 以 及 紧 凑 型 红 外 摄 像 仪 。 产 品 系 列 众 多 是 我 们 的 一 大 优 势 。” 欧 普 士 首 席 执 行 官 、 工 程 博 士 Ulrich Kienitz 说 。 欧 普 士 以 合 理 价 格 为 客 户 提 供 “ 德 国 制 造 ” 的 高 品 质 产 品 。 欧 普 士 大 部 分 产 品 以 半 导 体 为 组 件 , 能 够 保 证 高 效 、 大 规 模 的 生 产 。 产 品 配 件 如 支 架 、 冷 却 外 壳 、 可 更 换 镜 头 等 均 配 备 齐 全 。 使 用 在 线 配 置 器 , 轻 松 筛 选 心 仪 产 品 红 外 温 度 测 量 的 过 程 相 当 复 杂 , 需 要 考 虑 到 许 多 因 素 。 测 量 温 度 的 范 围 不 同 , 红 外 传 感 器 上 红 外 光 谱 的 波 长 区 域 也 不 同 。 此 外 , 镜 头 也 十 分 重 要 , 因 为 高 温 计 根 据 特 定 物 体 的 尺 寸 设 定 了 传 感 器 和 测 量 点 之 间 的 最 大 距 离 。 欧 普 士 网 站 上 提 供 的 在 线 配 置 器 能 够 帮 助 用 户 筛 选 出 合 适 的 产 品 。 在 对 话 框 中 输 入 材 料 参 数 、 温 度 范 围 、 与 测 量 点 的 距 离 以 及 尺 寸 后 进 行 筛 选 , 配 置 器 就 会 显 示 最 符 合 上 述 条 件 的 产 品 。 使 用 光 斑 尺 寸 计 算 器 可 以 计 算 特 定 高 温 计 和 距 离 下 测 量 点 的 大 小 。 红 外 摄 像 仪 也 可 通 过 类 似 的 配 置 器 进 行 选 择 。 除 此 , 附 加 的 光 学 计 算 器 可 用 于 选 择 红 外 摄 像 仪 的 镜 头 。 输 入 距 离 后 , 计 算 器 能 够 根 据 测 量 区 域 的 精 确 尺 寸 和 像 素 大 小 选 择 合 适 的 镜 头 。 除 了 可 以 使 用 配 置 器 和 计 算 器 筛 选 产 品 外 , 欧 普 士 的 专 业 应 用 工 程 师 还 会 为 需 要 帮 助 的 客 户 提 供 专 业 的 咨 询 服 务 。 此 外 , 公 司 定 期 举 办 红 外 温 度 测 量 技 术 讲 座 , 以 简 单 易 懂 的 形 式 向 客 户 讲 解 非 接 触 式 温 度 测 量 的 基 本 原 理 。 摄 影 : 欧 普 士 www.optris.com Your Global Automation Partner 整 体 解 决 方 案 支 持 CODESYS 3 的 人 机 界 面 PLC 和 Block I/O 型 PLC 可 以 灵 活 地 支 持 PROFINET 控 制 器 、EtherNet/IP 扫 描 器 和 Modbus TCP 主 站 功 能 , 同 时 支 持 CANopen、 Modbus RTU 以 及 RS232/485。 TX500: 最 新 HMI+PLC 型 自 动 化 控 制 器 , 通 过 CODESYS 3 进 行 编 程 和 制 作 可 视 化 界 面 。 TBEN-L-PLC: 坚 固 的 IP67 防 护 等 级 的 PLC, 无 需 控 制 柜 的 智 能 控 制 理 念 。 www.turck.com/plc