CN204064469U - 一种红外温度在线测量标靶装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外温度在线测量标靶装置。本实用新型包括薄铜片，在薄铜片的一侧面上均匀分出2×3的六个区域，在每个区域中心划分出一个相同形状的子区域，六个区域中任意一区域的子区域挖空形成通孔，剩余五个区域的子区域上均匀喷涂有五种不同的涂料，使用时薄铜片的另一侧面通过耐热硅胶紧密贴于被测物体的表面。本实用新型能够为工业测温现场物体表面红外温度提供精确的温度，方便现场红外温度测量的校准，并简化现场物体表面红外温度的测量过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度标靶装置，具体涉及一种红外温度在线测量标靶装置。
背景技术
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度。该测温方法具有非接触，测温速度快速等优点。
然而许多现场物体表面测量得到的温度存在较大的误差，其原因在于测量得到的物体红外温度随物体表面发射率的变化而变化。要解决发射率问题，就需要测出物体表面发射率。然而，现场物体表面发射率的在线测量仍存在很多问题，得到的测量结果也存在较大误差。
发明内容
为了提高现场测温的精确度，并使测量装置易于携带，本实用新型的目的在于提供一种红外温度在线测量标靶装置，它能准确地为现场物体表面测量红外温度，并简化现场物体表面红外温度的测量。
为解决以上技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
包括薄铜片，在薄铜片的一侧面上均匀分出2×3的六个区域，在每个区域中心划分出一个相同形状的子区域，六个区域中任意一区域的子区域挖空形成通孔，剩余五个区域的子区域上均匀喷涂有五种不同的涂料，使用时薄铜片的另一侧面通过耐热硅胶紧密贴于被测物体的表面。
所述的薄铜片的厚度0.1～1mm。
所述的子区域的形状为圆形或者多边形。
本实用新型具有的有益效果是：
本实用新型其测量方式选择红外热像仪对现场物体表面测温，具有测温迅速，精度高的优点；本实用新型所述装置使现场校准物体表面与校准标靶在同一背景同一平面，背景因素和系统噪声对测温物体表面和测量标靶的影响相同。
本实用新型适用于现场物体表面红外温度的测量，装置便于制作和携带具有现场在线测量的特点。
附图说明
图1是本实用新型装置的一侧面结构示意图。
图中：1、红外在线测量标靶正面，2、第一涂层，3、第二涂层，4、第三涂层，5、第四涂层，6、挖空处，7、第五涂层。
图2是本实用新型装置的另一侧面结构示意图。
图中：8、红外在线测量标靶背面。
图3是本实用新型测量方法使用状态示意图。
图中：9、红外热像仪，10、红外在线测量标靶装置，11、现场被测物体表面，12、电子温度计。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括薄铜片，在薄铜片的一侧面(即如图1中的红外在线测量标靶正面1)上均匀分出2×3的六个区域，在每个区域中心划分出一个相同形状的子区域，六个区域中任意一区域的子区域挖空形成通孔，剩余五个区域的子区域上均匀喷涂有五种不同的涂料，使用时薄铜片的另一侧面(即如图2中的红外在线测量标靶背面8)通过耐热硅胶紧密贴于被测物体的表面。
薄铜片的厚度为0.1～0.1cm。
子区域的形状为圆形或者多边形。
本实用新型装置配合手持式红外热像仪使用。
如图3所示，本实用新型装置的测量方法，包括以下步骤：
第一步，将所述红外温度在线测量标靶装置紧密贴在被测物体的表面上；
第二步，将红外温度在线测量标靶装置中五种涂料的发射率输入到红外热像仪中，通过红外热像仪测量得到五种涂料的测量温度；
第三步，采用以下公式计算得到红外温度在线测量标靶装置的真实温度：
其中，为红外温度在线测量标靶装置的真实温度，ε0i分别为已知的涂料的发射率，T0i′为红外热像仪测得的对应发射率的涂料温度，Tu为环境温度，i表示涂料的序数，n为红外热像仪探测器系数；n根据根据红外热像仪探测器的不同取值不同，对碲镉汞探测器(8-13μm)取值为4.09，对碲镉汞探测器(6-9μm)取值为5.33，对锑化铟探测器取值为8.68。
第四步，重复第二步，并将红外热像仪中五种涂料的发射率均设定为1，测量得到被测物体表面的测量温度，根据红外热像原理采用以下公式计算得到被测物体表面的真实温度和发射率，理论上
其中，为挖空处物体表面的真实温度，Tu为环境温度，εobj为物体表面发射率，Tobj为红外热像仪测得挖空处物体表面的测量温度。n根据根据红外热像仪探测器的不同取值不同，对碲镉汞探测器(8-13μm)取值为4.09，对碲镉汞探测器(6-9μm)取值为5.33，对锑化铟探测器取值为8.68。
上述环境温度Tu可通过电子温度计测量得到。
本实用新型测量方法的实施例如下：
如附图1、图2、图3所示，该装置制作及使用的步骤如下：
本实用新型将熨斗底面作为试验的现场被测物体表面11，电熨斗GC1420能在60～250℃范围内自动调节温度，重1.06千克，功率1200瓦特。
首先将厚度为0.05mm的铜材切割为9cm×6cm的薄铜片，在红外在线测量标靶正面1上均匀分出3cm×3cm的6个区域，在每个区域中心划一个直径2.5cm的圆，将其中的一个圆形的挖空处6，向其他五个圆内均匀喷涂五种涂料，形成涂层，制作成红外在线测量标靶装置。
第一涂层2使用HRC涂料，该涂料分子结构稳定，热辐射率高：在1030℃时接近0.98，在800℃-1200℃区间在0.95以上，在600℃-1300℃范围也超过0.9，涂层厚度为0.7mm。
第二涂层3使用喷涂的丙烯酸树脂(使用保赐利自动喷漆，黑色)，该涂料是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂，本实用新型选用的丙烯酸树脂热辐射率保持在0.97左右，涂层厚度为0.7mm。
第三涂层4使用HT-1耐高温防辐射涂料，该涂料具有节能、耐高温、抗高温气流冲刷、抗热震、抗多种有害气体侵蚀、延长炉体寿命等多种功能特性。它可喷涂在各种窑炉的内衬表面，能耐1800℃高温，500℃时，其发射率达0.90。涂层厚度在0.5-10mm，可根据情况进行调节，性能稳定。
第四涂层5使用黑体漆(红外线热像仪测温专用，慕名企业有限公司生产)，该涂料是专门用于红外热像仪测温使用，有极高的稳定性和耐热性，发射率为0.9±0.05，涂层厚度为0.7mm。
第五涂层7使用石墨涂层，导热性高于过钢、铁、铅等金属材料，且具有极高的耐热性，发射率在0.8左右，涂层厚度为1mm。
首先设定熨斗温度为80℃，现场测量熨斗底面温度时，将硅胶涂抹于红外在线测量标靶背面8，将红外在线测量标靶装置10紧密贴于熨斗底面上，使用红外热像仪9对整个测量标靶进行测温，将红外热像仪发射率分别调为第一涂层2、第二涂层3、第三涂层4、第四涂层5和第五涂层7的发射率，得到标靶上不同涂层和挖空处6的温度数据；
使用电子温度计12对环境温度进行测量，获得环境温度29.3℃；利用红外热像仪测得的涂层温度计算得到真实温度：
其中，为真实温度，ε0i为涂料的发射率，T0i′为红外热像仪测得的对应发射率的涂料温度，Tu为环境温度，i表示涂料的序数，n根据根据红外热像仪探测器的不同取值不同，本实验n取4.09。
实验同时，使用铂电阻贴片对熨斗底面进行测温，得到准确温度78.54℃，误差仅为6×10-4。
再进一步验证，设置红外热像仪发射率为1，测得熨斗底面温度数值56.86℃，根据红外热像原理采用以下公式计算得到被测物体表面的真实温度：
其中，为挖空处物体表面真实温度，Tu为环境温度，εobj为物体表面发射率，Tobj为红外热像仪测得挖空处物体表面的温度，若理想条件下，则n根据根据红外热像仪探测器的不同取值不同，对碲镉汞探测器(8-13μm)取值为4.09，对碲镉汞探测器(6-9μm)取值为5.33，对锑化铟探测器取值为8.68。
实验结果显示挖空处物体表面真实温度与通过标靶测量计算得到的真实温度十分接近，相差不到0.3％，实例结果得到验证，取得技术效果。
Claims (3)
1. 一种红外温度在线测量标靶装置，其特征在于：包括薄铜片，在薄铜片的一侧面上均匀分出2×3的六个区域，在每个区域中心划分出一个相同形状的子区域，六个区域中任意一区域的子区域挖空形成通孔，剩余五个区域的子区域上均匀喷涂有五种不同的涂料，使用时薄铜片的另一侧面通过耐热硅胶紧密贴于被测物体的表面。
2. 根据权利要求1所述的一种红外温度在线测量标靶装置，其特征在于：所述的薄铜片的厚度0.1～1mm。
3. 根据权利要求1所述的一种红外温度在线测量标靶装置，其特征在于：所述的子区域的形状为圆形或者多边形。
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| CN107238440A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-10-10 | 广州斯摩莱信息科技有限公司 | 红外热成像检测系统的温度校正方法 |
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