铁路专用轻便型红外测温仪的使用与办理

1概述

红外测温仪也叫辐射温度计,是一种以热辐射能量为根底的非接触式测温仪器。现在首要用于冶金、机械、石油、化工和铁路等部分。铁路专用轻便型红外测温仪被铁道部列为I类强制办理的铁专计量用具目录,它的重要性尤为杰出,本文就红外辐射测温仪的基本原理、运用及办理进行剖析讨论。

1.1热辐射概念

关于红外辐射温度计,这儿不得不了解热辐射的基本概念。辐射便是物体外表接连向外放射能量,此种能量称为辐射能,是和光波、X射线相同赋性的电磁波,其不同仅在于波长不同。也便是说物体只要是有温度存在,就会有热辐射发生。辐射电磁波谱如图1。

电磁波谱是由波长相差很大的r射线、x射线、可见光、紫外线、红外线、和无线电波组成。它们的波长规模是10~3m到10~8m,可见光谱仅是其间的很小一部分,约0.38μm到0.78μm,而比可见光更长的的一段波长辐射是红外辐射0.7μm到15μm。铁路专用红外测温仪的运用波长为8～14μm,首要是用在远红外区域内。由此可知低温时辐射能量较小,并且首要是发射较长波长的红外线,跟着温度的升高,辐射能量急剧添加,一起辐射光谱也会逐步的向短波方向移动。

1.2发射率

抱负的黑体发射率等于1,即阐明射到黑体的辐射能量悉数被吸收,即无反射也无透射。也称作肯定黑体或黑体,具有最杰出的吸收外表,一起也是最杰出的发射体。但在实践作业中,这种肯定黑体是不存在的。咱们计量技能部分用来检定红外测温仪的检定设备,便是黑体辐射源,其发射率在0.98～0.995之间,简直接近于黑体。除了黑体模型外,任何的实践物体都对错黑体,其外表吸收率或发射率在0～1之间,即实践物体的发射率是在相同的温度和波长下,实践物体与肯定黑体的单色辐射出度的比值,来表明实践物体发射率的一种物理特性。因而光谱发射率不只与温度和波长有关,并且还受物体的资料特性和外表情况等要素影响较大,在温度和波长相同的条件下,不同的资料就有不同的发射率,即运用同一种资料制成,但具有不同外表的情况的物体,它们的光谱发射率数值也相差很大。铁路专用红外测温仪首要用来丈量车辆运转中车轴的温度,车轴及轴瓦的外表表现形式是以铸铁、氧化铁、油漆等组成的外表,一般在0.85～0.95发射率之间。

1.3辐射光谱散布特性(普朗克规律)

依据辐射能量与波长联系曲线,当被测外表温度上升时表现为两个特色:榜首、辐射的总能量(及曲线下的总面积)急剧添加,实践上等于温度的4次方联系;第二、曲线的峰值点逐步移向短波长。不光总能量随温度升高而增大,并且辐射能量更集中于短波的方向(趋向于可见光和紫外区),温度愈低时,物体辐射的能量愈趋向于红外区,能量波长也移向红外。铁路运转中的轴温首要在低温段,因而发射的能量也较弱小,当用来丈量外表温度时,有必要有高活络的检测元件,并且通过选用部分辐射,即它通过的波长规模可从8～14μm,其能量也是为8～14um波长之间函数曲线规模内的积分,当温度升高时带宽增大,能量就增多。红外测温仪的根底便是运用了红外辐射能量与被测外表温度之间有一个固定的联系式()制成的。

L———实践物体的辐射出度。

ε(T)———实践物体包含一切波长在内的总发射率,介于0~1之间。

———斯忒藩-玻耳兹曼常数5.6696×10-8W/m2·K。

T4———外表温度的四次方。

1.4红外测温仪的基本原理见图3

这种温度计在结构原理上具有以下特色:(1)从被测方针得到的红外辐射光通过聚光透镜,再选用漫反射透镜光学系统,照耀到光电元件上得到电流信号,克服了散射光遮断引起的差错;(2)检测元件为硅光元件其光谱活络度波长较窄,能有用避开二氧化碳及水汽对光谱吸收区的搅扰,提高了精度;(3)在丈量和显现部分,借CPU以软件处理方式进行温度补偿,而不必在线路中加热敏电阻补偿的办法;(4)电路增设了瞄准激光点,能够很简单找到测温方针。别的有些测温仪还具有发射率(ε)可调理功用,能够依据不同被测物体的外表,判别物体外表的发射率,调理测温仪的发射率按钮与其匹配,消除了因发射率不同引起的差错。

通过对辐射概述的剖析使咱们知道到,(1)选用辐射丈量法与电阻或热电偶测温办法不同,他运用普朗克规律、位恩位移公式、和斯忒藩-波耳兹曼规律的原理,将被测物体的温度与热力学温度联系起来。(2)测温对错接触式测温,不会损坏被测方针的温度散布。(3)活络度高、反响时刻快。铁路专用红外测温仪的反响活络度一般都小于≤500mS。(4)受物体的外表发射率影响,有时有必要对测温仪的发射率进行批改,才干得到实在温度。

2红外测温仪在铁路企业的运用与计量办理

2.1现状与散布

手持式红外测温仪一般散布在车辆运送部分,首要用来丈量车辆运转中车轴、轴瓦的外表温度。也叫铁路专用轻便型红外测温仪。济南铁路局共有6个车辆段,每个段大约有200把左右,总计1000把上下。该仪器的情况好与坏,直接影响到铁路运送按全。

2.2检定情况

我地点1998年依据本局实践需求和铁道部的要求,最早树立铁路专用轻便型红外测温仪规范,并通过部规范所查核合格后,依据JJG(铁道)149-2005铁路专用轻便型红外测温仪检定规程,开端展开检定作业。在这几年的计量检定量传作业中,保证了本局的在用轻便型红外测温仪的受检合格率到达98%以上,为铁路行车安全起到了重要的技能保证。在做到科学、精确、高效的一起,也获得一些名贵的经历,并发现现在存在的一些问题,现供咱们一块讨论。

2.3存在的问题

2.3.1质量参差不起。手持式红外测温仪尽管开展了很多年,可是因为国内外出产厂家很多,而真实获得计量产品出产许可证的企业仅有几家,所以流入市场上的测温仪在质量上面就存在着较大的不同。

如:有些测温仪外壳规划上不合理,运用起来很不便利;按键开关、电池弹簧片质量差,运用寿命过短;聚光透镜的方位过于靠前,很简单形成人为地损坏和摔坏;测温精确度低,产品阐明书给出的精确度等级往往低于实践产品的精确度等级,达不到规则技能要求。所以对这些质量差的产品有必要设一道防地,便是要通过计量部分检定合格后再进行运用。

2.3.2要正确挑选适宜的温度规模。红外测温仪的测温规模各有不同,依据不同的运用场合和工况选用不同的适用温度规模。依据依据JJG(铁道)149-2005检定规程,铁路专用轻便型测温仪的温度规模在25～150℃,也便是说挑选-18～400℃的测温仪就能满意丈量轴温的需求,定在这个温度段的测温仪经黑体辐射源检定,一般差错小于答应差错。假设测温仪的温度规模越宽,不光价格昂贵,并且用来丈量轴温也会发生较大的差错。

2.3.3运用办法要正确。测温仪除了发射率以外,还有一项技能指标是光学分辨率(D:S)。即测温仪探头到方针之间的距离与被测方针直径之比。假设测温仪远离方针,而方针有小,应挑选高分辨率的测温仪。在测温时,依据光学分辨率和被测方针,视场应小于或等于被测方针,不然丈量就有差错。一般测温仪的视场小于被测方针的50%为最好。

2.4.4注意事项。(1)测温仪在长时刻不必时,应把电池取出,并放在枯燥阴凉处;(2)不能用测温仪丈量超出温度规模的物体,避免损坏测温传感器;(3)仪器要轻拿轻放,不得随意接触聚光透镜,避免损坏或能脏透镜,形成人为地测温差错;(4)不能用激光束照耀人的眼睛,形成眼球损害。

2.5计量办理

《计量法》中规则计量检定分为初次检定、后续检定、和运用中校验。初次检定是指新置办的仪器榜初次送到计量部分检定,称为初次检定。有些单位和个人对计量法知道缺乏,以为新买得的产品,有出厂合格证就够了,不需求检定也能够,这种思想观念是过错的。假设你买的产品是某家企业出产的,而该家企业的黑体辐射源不每年送国家计量技能部分进行检定,没有溯源到国家计量基准,可想而知,这家企业出产的产品也肯定不合格。对这种新买的产品,咱们还敢用吗?便是说新买的产品,必定也要进行计量检定。后续检定是指计量用具初次检定后的任何一种检定,包含强制性周期性检定和修补后检定。计量用具按时刻距离和规则程序,规则一个周期检定一次。因为计量用具在整个周期运用规模内,仪器受本身电子%&&&&&%老化和一些不明原因地损坏,形成仪器的的技能参数发生变化,影响到测温精确度,因而有必要进行周期检定。运用中校验是依据客户的要求在运用周期规模内发现该仪器因为运用较频频,对该仪器的测温精确度发生置疑,不能确认是否合格,决议送到计量部分进行检定,称运用中校验。总归,站段计量办理人员,应依据本单位的实践情况,树立台帐、拟定和合理安排各项计量用具的检定周期,保证本单位的计量用具都在受控情况下,依照各种办理办法,始终保持计量用具处于杰出的技能情况。