衢州恒温槽热工计量

热电偶温度计校准

• 校准前准备
  • 标准器：选用标准热电偶或高精度温度校准仪作为标准。
  • 配套设备：准备温度控制炉，能提供稳定的温度环境，温度均匀性和稳定性符合要求；还需配备测量热电偶电势的电位差计或数据采集器，精度满足校准需求。
• 校准步骤
  • 外观及线路检查：检查热电偶外观有无损坏、接线是否牢固，线路是否导通。
  • 校准点设置：根据热电偶的测量范围和使用要求，选择校准点，一般至少选择 3 个点，如 K 型热电偶常用校准点为 400℃、600℃、800℃。
  • 校准操作：将热电偶插入温度控制炉，设置炉温至校准点温度，待温度稳定且热电偶电势稳定后，记录标准器和被校热电偶的电势值，根据热电偶分度表计算对应的温度值，与标准温度值比较，得出误差

工作用辐射温度计**结构与工作流程

(1) 光学系统

• 红外透镜/反射镜：聚焦目标物体发出的红外辐射至探测器。透镜材料需透红外光（如锗、硒化锌），避免普通玻璃对红外线的吸收。
• 视场角与距离系数（D:S）：决定测量区域大小，例如D:S=12:1表示在12cm距离下测量1cm直径区域。

(2) 探测器

• 热电堆（Thermopile）：利用温差电效应将红外辐射转换为电压信号，无需制冷，成本低（常用类型）。
• 光电导型探测器（如InGaAs、HgCdTe）：对特定波长敏感，需制冷以提高灵敏度，用于高精度场合。
• 热释电探测器：响应速度快，适合动态测温。

(3) 信号处理与温度计算

• 信号放大与滤波：探测器输出的微弱电信号经放大和滤波（抑制环境干扰）。
• 发射率（ε）校正：实际物体非理想黑体（ε<1），需根据材料设置发射率（如抛光金属ε≈0.1，氧化金属ε≈0.8，人体皮肤ε≈0.98）。
• 温度反演算法：通过斯特藩-玻尔兹曼公式或分波长亮度法计算温度值。

(4) 显示与输出

• 温度显示：LCD屏幕直接显示温度值（℃/℉可切换）。
• 数据接口：RS-232、USB或无线传输至计算机或PLC系统。

热像仪主要由以下部分构成：

(1) 红外光学系统

• 透镜材料：使用锗（Germanium）、硒化锌（ZnSe）等特殊材料制成透镜，因普通玻璃会阻挡红外线。
• 聚焦红外辐射：将目标物体发出的红外辐射聚焦到红外探测器上。

(2) 红外探测器

• 类型：分为制冷型（需液氮或斯特林制冷器降温，灵敏度高）和非制冷型（基于微测辐射热计，成本低、体积小）。
• 功能：将红外辐射转换为电信号。探测器由大量微小像素单元（如氧化钒或非晶硅材料）组成，每个像素对应图像中的一个点。

(3) 信号处理系统

• 电信号转换：探测器输出的微弱电信号被放大和数字化。
• 温度标定：通过算法将电信号转换为温度值，考虑环境温度、物体发射率等因素修正。
• 图像生成：将温度数据映射为伪彩色图像（如高温显示为红色/白色，低温显示为蓝色/黑色）。

(4) 显示输出

• 可视化显示：通过屏幕输出热图像，叠加温度数值、等温线等功能辅助分析。

1. 标准器及配套设备选择
   • 选用高精度的温度标准源作为校准的基准，其不确定度应优于被校准温度显示仪不确定度的 1/3。例如，如果温度显示仪的不确定度为 ±1℃，则温度标准源的不确定度应优于 ±0.3℃。
   • 根据温度显示仪的输入类型（如热电偶、热电阻等），准备相应的连接导线和转换接口，确保连接可靠，信号传输准确。
2. 环境条件检查
   • 校准环境温度应保持在（20±5）℃，相对湿度在 45% - 75% 为宜。
   • 环境应无强电磁场干扰、无振动，避免阳光直射和空气对流，以防止对校准结果产生影响。
3. 被校温度显示仪检查
   • 检查温度显示仪的外观，显示屏应清晰完整，无缺划、漏显等现象，外壳无破损、变形。
   • 检查各按键、旋钮操作是否灵活，功能是否正常，连接端子是否松动、氧化等。

校准前准备

1. 设备准备：标准器采用铂电阻温度计或辐射温度计，准备满足校准规范的辐射源，如高精度的黑体辐射源。
2. 环境条件：校准时的温度应为 23℃±5℃，相对湿度应不大于 85%（无结露），外界无较大干扰源。
3. 人员要求：校准人员应熟悉校准规程和待测设备的性能参数，会规范使用设备，比较好是通过培训或有同种校准经验的人员。

校准流程

1. 外观检查：检查待校准热像仪外观是否洁净，有无形变、破损，数字显示是否清晰，各部件是否齐全、连接是否紧固，设备的名称、型号、性能参数、使用说明等资料是否齐全。
2. 基本功能检测：确认待校准设备部件齐全，按键、电源等正常，正常工作。
3. 性能检测
   • 准备校准实验室：在校准实验室中，使用高精度的热像仪参考源，将参考源均匀排列，以便热像仪进行测量。
   • 执行校准：热像仪依次指向每个参考源，并记录每个温度下的信号值。校准软件捕获这些信号值和参考源的温度值，并用于绘制曲线。
   • 数据分析：校准完成后，将热像仪的数据载入校准软件中进行分析，确定热像仪的准确性和精度。

校准结果处理

1. 判定：根据校准数据判定被测仪器，如所有校准项目均合格则出具检测证书，如有不合格项目，要做好标注，出具检测结果通知。

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 工作用辐射温度计的理论基础：黑体辐射定律

所有温度高于***零度（-273.15℃）的物体均会向外辐射电磁波，其辐射特性遵循以下物理定律： 衢州恒温槽热工计量

• 普朗克定律（Planck's Law）：描述黑体辐射能量按波长和温度的分布规律。
• 斯特藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann Law）：黑体总辐射功率与温度的四次方成正比（P=εσT4，其中ε为发射率，σ为斯特藩-玻尔兹曼常数）。
• 维恩位移定律（Wien's Displacement Law）：峰值辐射波长与温度成反比（λmax=Tb，b为维恩常数）。