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KINGBEN溫度檢測(cè)原理

陸久強(qiáng)

2011年11月

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KINGBEN第一節(jié)概述

一、溫度的定義溫度是表征物體冷熱程度的物理量。是工業(yè)生產(chǎn)中最普遍而重要的操作參數(shù)。一般利用物體的某些物理性質(zhì)隨溫度變化的特性來(lái)感知、測(cè)量溫度。有接觸式測(cè)溫——通過(guò)測(cè)溫元件與被測(cè)物體的接觸而感知物體的溫度。非接觸式測(cè)溫——通過(guò)接受被測(cè)物體發(fā)出的熱輻射熱來(lái)感知溫度。二、溫度檢測(cè)方法

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KINGBEN

溫度不能直接測(cè)量,只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換,以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來(lái)加以間接測(cè)量三、測(cè)溫儀表的分類分類按測(cè)量方式

接觸式與非接觸式

第一節(jié)概述

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KINGBEN接觸式測(cè)溫儀表有:1、膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時(shí)體積膨脹的性質(zhì)而制成的。有:液體膨脹式溫度計(jì):利用液體(水銀、酒精)受熱時(shí)體積膨脹的特性測(cè)溫。

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KINGBEN非接觸式測(cè)溫儀表有:1、輻射式溫度計(jì)通過(guò)測(cè)量物體熱輻射功率來(lái)測(cè)量溫度。2、紅外式溫度計(jì)通過(guò)測(cè)量物體紅外波段熱輻射功率來(lái)測(cè)量溫度。紅外線測(cè)溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)

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KINGBEN測(cè)溫方式溫度計(jì)種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)使用范圍/℃接觸式測(cè)溫儀表玻璃液體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉容易破損、讀數(shù)麻煩、一般只能現(xiàn)場(chǎng)指示,不能記錄與遠(yuǎn)傳-100~100(150)有機(jī)液體0~350(-30~650)水銀雙金屬溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械強(qiáng)度大、價(jià)格低、能記錄、報(bào)警與自控

精度低、不能離開(kāi)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量,量程與使用范圍均有限

0~300(-50~600)壓力式溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不怕震動(dòng)、具有防爆性、價(jià)格低廉、能記錄、報(bào)警與自控精度低、測(cè)量距離較遠(yuǎn)時(shí),儀表的滯后性較大、一般離開(kāi)測(cè)量點(diǎn)不超過(guò)10米0~500(-50~600)液體型0~100(-50~200)蒸汽型電阻溫度計(jì)測(cè)量精度高,便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能測(cè)量高溫,由于體積大,測(cè)點(diǎn)溫度較困難

-150~500(-200~600)鉑電阻0~100(-50~150)銅電阻-50~150(180)鎳電阻-100~200(300)熱敏電阻熱電偶溫度計(jì)測(cè)溫范圍廣,精度高,便于遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)、集中測(cè)量和自動(dòng)控制需冷端溫度補(bǔ)償,在低溫段測(cè)量精度較低

-20~1300(1600)鉑銠10-鉑-50~1000(1200)鎳鉻-鎳硅-40~800(900)鎳鉻-銅鎳-40~300(350)銅-銅鎳非接觸式測(cè)溫儀表光學(xué)高溫計(jì)攜帶用、可測(cè)量高溫、測(cè)溫時(shí)不破壞被測(cè)物體溫度場(chǎng)

測(cè)量時(shí),必須經(jīng)過(guò)人工調(diào)整,有人為誤差,不能作遠(yuǎn)距離測(cè)量,記錄和自控900~2000(700~2000)輻射高溫計(jì)測(cè)溫元件不破壞被測(cè)物體溫度場(chǎng),能作遠(yuǎn)距離測(cè)量、報(bào)警和自控、測(cè)溫范圍廣只能測(cè)高溫,低溫段測(cè)量不準(zhǔn),環(huán)境條件會(huì)影響測(cè)量精度,連續(xù)測(cè)高溫時(shí)須作水冷卻或氣冷卻100~2000(50~2000)各種溫度計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及使用范圍

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KINGBEN熱膨脹原理測(cè)溫雙金屬片

雙金屬溫度信號(hào)器1—雙金屬片;2—調(diào)節(jié)螺釘;3—絕緣子;4—信號(hào)燈

利用液體或固體受熱時(shí)產(chǎn)生熱膨脹的原理,可以制成膨脹式溫度計(jì)。第二節(jié)

熱膨脹測(cè)溫原理

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KINGBEN雙金屬溫度計(jì)第二節(jié)熱膨脹測(cè)溫原理

固體膨脹式溫度計(jì):用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊接在一起制成雙金屬片。受熱后,由于兩金屬片的膨脹長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生彎曲。

若將雙金屬片制成螺旋形,當(dāng)溫度變化時(shí),螺旋的自由端便圍繞著中心軸偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)指針在刻度盤上指示出相應(yīng)溫度值。

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KINGBEN第三節(jié)壓力測(cè)溫原理原理:封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽,受熱后體積膨脹,壓力增大。壓力式溫度計(jì)利用封閉容器中的介質(zhì)壓力隨溫度變化的現(xiàn)象來(lái)測(cè)溫。

用壓力表指示溫度。

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KINGBEN熱電偶熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測(cè)溫儀表。

熱電偶溫度計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)示意圖1—熱電偶;2—導(dǎo)線;3—測(cè)量?jī)x表熱電偶溫度計(jì)由三部分組成:熱電偶;測(cè)量?jī)x表;連接熱電偶和測(cè)量?jī)x表的導(dǎo)線。熱電偶示意圖第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN熱電現(xiàn)象及測(cè)溫原理

熱電現(xiàn)象接觸電勢(shì)形成的過(guò)程左圖閉合回路中總的熱電勢(shì)或熱電偶原理第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理重慶精本科技發(fā)展有限公司重慶精本科技發(fā)展有限公司

KINGBEN注意

由于熱電極的材料不同,所產(chǎn)生的接觸熱電勢(shì)亦不同,因此不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢(shì)是不同的。熱電偶一般都是在自由端溫度為0℃時(shí)進(jìn)行分度的,因此,若自由端溫度不為0℃而為t0時(shí),則熱電勢(shì)與溫度之間的關(guān)系可用下式進(jìn)行計(jì)算。

EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)

第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN熱電偶的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)形式

熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極絕緣管保護(hù)套管接線盒第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN原理為:將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶S、B、E、K、R、J、T(分度號(hào))。普光凈化廠大量采用熱偶來(lái)測(cè)量溫度,其類型也多種多樣,包括K,E,T,B型。第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN補(bǔ)償導(dǎo)線與冷端溫度補(bǔ)償

采用一種專用導(dǎo)線,將熱電偶的冷端延伸出來(lái),這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變,又經(jīng)濟(jì)。

它也是由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成,在一定溫度范圍內(nèi)(0~100℃)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性,其材料又是廉價(jià)金屬。見(jiàn)左圖。補(bǔ)償導(dǎo)線

補(bǔ)償導(dǎo)線接線圖第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理注意

使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí),應(yīng)當(dāng)注意補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)極必須與熱電偶的正、負(fù)極各端對(duì)應(yīng)相接。此外,正、負(fù)兩極的接點(diǎn)溫度t1應(yīng)保持相同,延伸后的冷端溫度t0應(yīng)比較恒定且比較低。對(duì)于鎳鉻-銅鎳等一類用廉價(jià)金屬制成的熱電偶,則可用其本身材料作補(bǔ)償導(dǎo)線,將冷端延伸到環(huán)境溫度較恒定的地方。

在用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),除了要考慮冷端溫度的影響外,還要注意熱電偶極性不能接錯(cuò);熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線要配套;熱電偶分度號(hào)與指示儀表要配套等問(wèn)題。

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KINGBEN第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理例

用K型熱電偶測(cè)量某加熱爐的溫度。測(cè)得的熱電勢(shì)E(t,t0)=36.122mV,而自由端的溫度t0=30℃,求被測(cè)的實(shí)際溫度。解由分度表可以查得

E(30,0)=1.203mV則E(t,0)

=E(t,30)+E(30,0)=36.122+1.203=37.325mV再查分度表可以查得37.325mV對(duì)應(yīng)的溫度為900℃。

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KINGBEN第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理熱電偶原理簡(jiǎn)單,其本身無(wú)可調(diào)部分,如采用溫變則需對(duì)溫變進(jìn)行相關(guān)設(shè)置,因此其調(diào)試主要是用信號(hào)發(fā)生器送溫度信號(hào)與系統(tǒng)一起進(jìn)行聯(lián)校。故障處理由于熱電偶的選型、安裝、老化等一些原因,常導(dǎo)致熱電偶在使用過(guò)程中測(cè)量不準(zhǔn)。常見(jiàn)故障原因及其處理方法如下:故障現(xiàn)象(四種):A.指示值偏低,可能存在的原因有:1.熱電極短路2.熱電偶的接線柱處積灰,造成短路。3.補(bǔ)償導(dǎo)線線間短路.4.熱電偶電極變質(zhì)。5.補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極性接反。6.補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套。7.熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度不符合要求。8.熱偶溫變參數(shù)設(shè)置問(wèn)題9.系統(tǒng)組態(tài)問(wèn)題

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KINGBEN對(duì)應(yīng)處理方法第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理1.找出原因,如因潮濕所致,則需進(jìn)行干燥;如因絕緣子損壞所致,則需更換絕緣子2.清掃積灰。3.找出短路點(diǎn),加強(qiáng)絕緣或更換補(bǔ)償導(dǎo)線。4.在長(zhǎng)度允許的情況下,剪去變質(zhì)段重新焊接,或更換新熱偶。5.重新接正確。6.更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線。7.重新按規(guī)定安裝。8.重新設(shè)置參數(shù)。9.修改系統(tǒng)組態(tài)。

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KINGBENB.指示值偏高,可能存在的原因有:1.熱電偶與顯示儀表不配套。

2.補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套。

3.有直流干擾信號(hào)進(jìn)入。4.熱偶溫變參數(shù)設(shè)置問(wèn)題5.系統(tǒng)組態(tài)問(wèn)題對(duì)應(yīng)處理方法有:1.更換熱電偶或顯示儀表使之相配套。

2.更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線。

3.排除直流干擾。4.重新設(shè)置參數(shù)。5.修改系統(tǒng)組態(tài)第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBENC.指示波動(dòng),可能存在的原因有:1.熱電偶接線柱與熱電極接觸不良。

2.熱電偶測(cè)量線絕緣損壞,引起短路或接地。3.電偶安裝不牢或外部振動(dòng)。

4.熱電極將斷未斷。

5.外界干擾(交流漏電,電磁場(chǎng)感應(yīng)等)。對(duì)應(yīng)處理方法有:1.將接線柱螺絲擰緊。

2.找出故障點(diǎn),修復(fù)絕緣。

3.緊固熱電偶,消除震動(dòng)或采取減震措施。4.修復(fù)或更換熱電偶。

5.查出干擾源,采取屏蔽措施。第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEND.熱電偶熱電勢(shì)誤差大,可能存在的原因有:熱電極變質(zhì),熱電偶安裝位置不當(dāng),保護(hù)管表面積灰。對(duì)應(yīng)處理方法有:1.更換熱電偶或顯示儀表使之相配套。

2.更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線。

3.排除直流干擾。4.重新設(shè)置參數(shù)。5.修改系統(tǒng)組態(tài)第四節(jié)熱電偶測(cè)溫原理

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KINGBEN第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理基本原理

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器,它是利用金屬的電阻值隨溫度變化呈一定的線性關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度的。通常使用的熱電阻包括Pt100、Pt10、Pt1000、Cu50、Cu100幾種,而普光凈化廠采用的熱電阻為Pt100型鉑電阻(0°C電阻100?,100°C電阻為138.5?,最高可測(cè)650°C),主要測(cè)量瓦溫、油溫、軸承溫度和定子溫度。

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KINGBEN第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理

對(duì)于線性變化的熱電阻來(lái)說(shuō),其電阻值與溫度關(guān)系如下式

熱電阻溫度計(jì)適用于測(cè)量-200~+500℃范圍內(nèi)液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。

利用熱電阻的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。

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KINGBEN作為熱電阻的材料一般要求是:

電阻溫度系數(shù)、電阻率要大;熱容量要小;在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi),應(yīng)具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)和良好的復(fù)制性;電阻值隨溫度的變化關(guān)系,最好呈線性,或近似線性;價(jià)格便宜。

第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理

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KINGBEN第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理現(xiàn)場(chǎng)接箱線箱溫變熱電阻DCS

熱電阻溫度計(jì)是由熱電阻,顯示儀表(DCS),溫度變送器或安全柵以及連接導(dǎo)線所組成。熱電阻回路構(gòu)成圖安全柵接箱線箱控制閥

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KINGBEN

金屬鉑容易提純,在氧化性介質(zhì)中具有很高的物理化學(xué)穩(wěn)定性,有良好的復(fù)制性。但價(jià)格較貴。

要確定Rt~t的關(guān)系,首先要確定R0的大小。R0不同,Rt~t的關(guān)系也不同。這種Rt~t的關(guān)系稱為分度表,用分度號(hào)來(lái)表示。

工業(yè)上使用的鉑電阻主要有分度號(hào)為Pt100,它的R0=100Ω。第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理1.鉑電阻

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KINGBEN2.銅電阻

金屬銅易加工提純,價(jià)格便宜;它的電阻溫度系數(shù)很大,且電阻與溫度呈線性關(guān)系;在測(cè)溫范圍為-50~+150℃內(nèi),具有很好的穩(wěn)定性。

在-50~+150℃的范圍內(nèi),銅電阻與溫度的關(guān)系是線性的。即

工業(yè)上常用的銅電阻有兩種,一種是R0=50Ω,對(duì)應(yīng)的分度號(hào)為Cu50。另一種是R0=100Ω,對(duì)應(yīng)的分度號(hào)為Cu100。第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理

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具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠等特點(diǎn)。目前,熱電阻引線方式有兩線制、三線制和四線制三種,由于工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),離控制室較遠(yuǎn),因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大的影響,為了減小此種測(cè)量的影響,通常機(jī)組測(cè)溫鉑電阻采用三線制接線法。第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理熱電阻特點(diǎn)

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熱電阻原理簡(jiǎn)單,其本身無(wú)可調(diào)部分,如采用溫變則需對(duì)溫變進(jìn)行相關(guān)設(shè)置,因此其調(diào)試主要是用信號(hào)發(fā)生器測(cè)量熱電阻各級(jí)之間的阻值來(lái)判斷其好壞,并且與系統(tǒng)一起進(jìn)行聯(lián)校。調(diào)試第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理

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KINGBEN三、故障處理第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理1.

鉑電阻安裝位置不當(dāng)或插入深度不符合要求。2.

鉑電阻的接線柱處積灰,造成短路。3.電纜短路.4.

鉑電阻極性接錯(cuò)。5.

接線端子松動(dòng)。6.溫變、系統(tǒng)組態(tài)問(wèn)題。1.

重新安裝或更換符合要求的鉑電阻。2.

清掃積灰。3.

找出短路點(diǎn),加強(qiáng)絕緣或更換導(dǎo)線。4.

重新正確接線。5.

緊固接線端子。6.溫變重新設(shè)置參數(shù),修改系統(tǒng)組態(tài)。對(duì)應(yīng)處理方法有:可能存在的原因有:指示偏差

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KINGBEN第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理鉑電阻接線處接觸不良。電纜有破損,似斷非斷溫變故障。B.指示波動(dòng)重新接線。更換電纜。重新設(shè)定參數(shù)或更換可能存在的原因有:對(duì)應(yīng)處理方法有:

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KINGBEN第五節(jié)熱電阻測(cè)溫原理1.

鉑電阻斷。2.

電纜故障。3.

浪涌保護(hù)器損壞。4.

溫變無(wú)電或損壞。5.

系統(tǒng)通道壞C.

無(wú)指示或指示跑最大1.

更換鉑電阻。2.

更換電纜。3.

更換浪涌保護(hù)器4.

檢查溫變電源或更換溫變或重新設(shè)置參數(shù)。5.

系統(tǒng)更換通道??赡艽嬖诘脑蛴校簩?duì)應(yīng)處理方法有:

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KINGBEN第六節(jié)紅外線測(cè)溫原理基本原理

一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都發(fā)射紅外光,發(fā)射的能量于該物體的溫度成正比。PULSARII經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng),將物體發(fā)射的能量收集并聚焦到一個(gè)敏感的紅外探頭。通過(guò)特定的放大、轉(zhuǎn)換電路,將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)為1mV/°和4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。不同物體的輻射率不盡相同。理想的輻射源,即黑體輻射源的輻射率定義為1,而完全發(fā)射的輻射源其輻射率為0,一切物體的輻射率都處于0-1之間。

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KINGBEN

普光凈化廠選用PULSARM7000-EXP在線紅外線測(cè)溫儀對(duì)克勞斯?fàn)t溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第六節(jié)紅外線測(cè)溫原理

從PULSARII獲得的電子校驗(yàn)數(shù)據(jù)取決于儀表設(shè)定的輻射率。設(shè)定的輻射率越低,讀數(shù)越高。也就是說(shuō),當(dāng)使用內(nèi)部電路的電子校驗(yàn),驗(yàn)證輸出是否符合1832°F(或1000°C)時(shí),必須把輻射率設(shè)定為0.99。當(dāng)輻射率為0.99時(shí)的初始校驗(yàn)符合規(guī)格時(shí),調(diào)整輻射率使之適合待測(cè)的目標(biāo)物或過(guò)程,記下此輻射率下的電子校驗(yàn)值。該值即為當(dāng)前輻射率下的校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值。

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KINGBEN二、調(diào)校注意任何情況下打開(kāi)保護(hù)蓋,必須先斷開(kāi)電源。特殊情況需要帶電檢修時(shí),必須首先確認(rèn)環(huán)境條件為安全,必須使用正規(guī)的操作方法,并且確認(rèn)整個(gè)操作過(guò)程在安全條件下進(jìn)行。第六節(jié)紅外線測(cè)溫原理a.進(jìn)行電子校驗(yàn)前,須通電30分鐘。b.將電壓表連接在保護(hù)蓋正下方的+mV和A_GND端子上。c.短接TB2的A_GND和輸出電路板的電子校驗(yàn)端子(參考圖1-2),不管使用哪種刻度單位,調(diào)整使輸出讀數(shù)為1832°F(或1000°C)。如果誤差大于18°F或者10°C,則聯(lián)系廠家服務(wù)部門進(jìn)行故障維修。

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KINGBEN第六節(jié)紅外線測(cè)溫原理三、故障處理PULSARIIModel7000SR-EXP不能工作可采取以下步驟檢查并處理故障1.光學(xué)組件與聚焦PULSARII測(cè)量透過(guò)目鏡觀察到的十字線圓形區(qū)域內(nèi)溫度。檢查十字線是否真正處在要測(cè)量的目標(biāo)中心。檢查焦點(diǎn)時(shí),確信目標(biāo)和目鏡上的十字線沒(méi)有發(fā)生相對(duì)的移動(dòng)。向內(nèi)或向外移動(dòng)鏡片以正確的聚焦。

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KINGBEN第六節(jié)紅外線測(cè)溫原理1.帶十字的目鏡鏡片2.焦距調(diào)節(jié)與鎖定旋鈕3.物鏡4.?dāng)?shù)字式輻射率調(diào)節(jié)器5.R1,定位點(diǎn)調(diào)節(jié)器6.?dāng)?shù)電I/O接口7.電氣連接干線插口8.輸出電路板9.加熱器連接

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