非接觸式溫度感測器的選擇

在選擇和使用非接觸式溫度感測器時，將會遇到三大難題：
● 填充視場
● 克服物體透明度問題
● 實現正確的發射率調整
視場 物體的熱輻射“體現”出了其表面的溫度，這一點與無線電信標非常相似。不同之處在於在IRT測量中，熱輻射來自於物體表面上的一個已知大小的斑點。您需要捕獲所有輻射，而不能讓任何輻射在沿途上被阻隔。
在一段特定距離上的斑點直徑（也就是一段給定距離上的“視錐”的橫截面面積）由器件的光學特性來決定。一般來說，距感測器越遠，斑點的直徑就越大。斑點尺寸常常用一個比值來表示，比如50:1或10:1。這意味著最小的目標斑點直徑為感測器至感興趣物體間距離的1/50或1/10（圖2）。


圖2、在一段給定距離上的斑點直徑由感測器的光學特性來決定，並被定義為一個比值；
通常，目標距感測器越遠，斑點就越大。
如果物體具有一個圓形橫截面（圖3），而且唯一的視野沿著直徑，則需確定所測量的嚴重彎曲的表面的大小是被觀察物體的一小部分。換句話說就是斑點直徑應為曲面有效直徑的25%或更小。


圖3、當不得不在曲面上進行測量時，
應確定斑點直徑不大於曲面有效直徑的25%。
還要保證視錐角內無障礙，否則檢測器將無法接收到進行有效測量所需的全部輻射。如果位置斑點大於物體，或者視錐角被部分阻斷，則測得的溫度將低於真實溫度。
如果不能確實地填充斑點直徑或保持視錐的暢通，則不妨考慮採用雙色或比例式IRT。這樣做可能會使準確度稍有損失，還可能影響響應速度，費用支出也將會小幅增加，但是，這些器件是專用於視距路徑被部分阻塞、視錐發生改變，或者有物體移入和移出視野的場合中的。它們對於發射率比值的變化非常敏感，不過這不在本文的討論範圍之內。
透明度問題 大多數（但不是全部）有機材料和建築材料（比如磚塊、木材、金屬、瀝青、岩石和礦石等）都是不透明的。但是，許多塑料在IR光譜中是半透明的，因此需要採用特殊的波段，以使相其對於感測器來說是基本不透明。Ircon公司提供了一些有關塑料和玻璃測量的非常有益的應用指南，可登錄Ircon公司 網址瀏覽。
其他會帶來透明度問題的物質包括半導體材料（硅、砷化鎵）、某些塗料、一些光學材料（如氯化銀、藍寶石、石英、氯化鈉、鍺）以及許多特殊的晶體產品。

● 感興趣的物體處於或非常接近周圍環境溫度。
● 物體的溫度高於環境溫度。
● 物體的溫度低於環境溫度。
物體的光學性質（發射率為其中之一）在這裡開始起作用。如果目標是半透明的，那麼您將有可能需要幫助；如果它是不透明的，則或許您可以自行處理髮射率的校正工作。我們來看一下各種場合的具體實例。


如果把發射率控制在1.00，則可在該場合中獲得“輻射亮度溫度”。儘管該數值將低於真實溫度，但在物體的發射率（雖然是未知的）未發生非常大的變化的情況下，它是可重複的。那麼，多大才是“非常大”呢？這個問題提得很好，由於篇幅所限，這裡無法回答，不過，如果物體在視覺上沒有變化，則光譜發射率未發生改變的可能性相當大。不能保證，只是存在可能性。

該場合具有一種“隱性”形式，就是當物體受到陽光照射、或者具有很高的溫度（它仍有可能低於環境溫度）或亮度水平的時候。可以通過在表面上投射臨時性的陰影、並把IRT對準該陰影的方法來對這些條件進行測試。
在諸如金屬、玻璃、塑料等溫度較低的網狀產品進入烘箱或熔爐的加工生產線上，應當嘗試把IRT對準在產品與其所經過的輥子之間形成的“楔形物”（圖4），特別是在其改變方向的情況下（即具有一個25%或更大的包角）。這可能是一種“實際場合”，因為輥子的表面通常具有反射性，並生成物體的鏡像。實際上，它被某些與其自身溫度相近的物體所包圍。


圖4、針對因目標的溫度低於環境溫度而引起的發射率問題（如對於網狀產品），
一種解決方案是把IRT對準由輥子和產品所形成的“楔形物”。
給讀者的建議
市面上有許多性能出色的非接觸式溫度感測器，生產廠商均極力勸說您購買其產品。必需牢記不要以為只要溫度感測器接通，就可以指望它們執行您所分配的工作。必須為它們提供最佳的工作環境，或者對那些並非最佳的工作環境進行校正。