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电调制非分光红外原理的气体分析仪,最高精度能到多少?响应时间一般多长?
[color=#000000]红外测温技术作为我国科技创新规划和新兴战略产业的重点关注领域,近年来,国家和各级政府相继发布各项政策,助力和推动红外测温行业的高质量可持续发展。[/color][align=center][size=18px][back=#ffff00][b][color=#000000]红外测温技术应用广泛,如何保障其测量准确性[/color][/b][/back][/size][/align][color=#000000]数据显示,在2021年,我国红外测温市场规模就达到650亿元。红外测温行业飞速发展,在研发、工业检测与设备维护的应用范围愈来愈广泛。市场对红外测温类产品的需求也在逐年增加之中,红外测温仪器在科研、医疗、电子建筑等各行各业中发挥着举足轻重的作用。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/03225eab-bae3-4972-8fff-8e46638904a1.jpg[/img][/align][color=#000000]众所周知,红外测温仪器的广泛应用与其测量准确密不可分。那么此类仪器的准确测量是如何实现的呢?这里不得不提到一款仪器——红外校准源,也就是我们俗称的黑体炉。[/color][align=center][size=18px][back=#ffff00][b][color=#000000]为什么黑体炉被更多选择[/color][/b][/back][/size][/align][color=#000000]与其他红外校准方式相比,黑体炉这一仪器校准方式有诸多优势:[/color][color=#000000]1、温度稳定性高。黑体炉具有出色的温度稳定性,这意味着在红外校准过程中,其能够保持恒定的温度,从而提供稳定的红外辐射源。这有助于确保校准结果的准确性和可靠性。[/color][color=#000000]2、操作简便。黑体炉通常采用触摸屏操作,界面简洁直观,使得操作过程变得简单方便。此外,其体积小、重量轻的特点也便于携带,不仅适用于实验室校准,也适用于现场校准工作。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/2a2f7e93-d866-4e60-a3f8-89a759516dab.jpg[/img][/align][color=#000000]3、抗干扰能力强。黑体炉采用先进的技术设计,具有强大的抗干扰能力。这有助于在复杂环境中保持校准结果的准确性和稳定性,提高红外测温的可靠性。[/color][color=#000000]除此,部分黑体炉还有测温范围广,升降温速度快,以及耐用性和可靠性强等优点。[/color][align=center][size=18px][back=#ffff00][b][color=#000000]华盛昌提供优质解决方案[/color][/b][/back][/size][/align][color=#000000]华盛昌新推出了两款红外校准源——专业高精度标准红外校正源BXL-500和BXC-15很好地融合众多优点,用心打造研发,为用户提供一个高效、准确、稳定、耐用的红外校准体验。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/1df704a6-b375-4f3f-9bbd-7e8b720fd2cc.jpg[/img][/align][color=#ff0000][b]BXL-500是一款测重于高温段的专业高精度标准红外校正源,[/b][/color][color=#000000]简洁大气的外观设计,体积轻便,配有可提的把手,方便移动位置,除此之外,它还具有[color=#ff0000][b]诸多优点[/b][/color]:[/color][color=#000000]1、超广高温量程。35°C到500°C的超广高温量程,可以适应多种辐射温度计、红外测温仪、红外热像仪等设备的检定需求,具有广泛的应用范围。[/color][color=#000000]2、大面源面板。配有6英寸的大面源面板,能够提供足够的辐射面积,提高校准的准确性和可靠性。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/2ecb85a4-615e-423a-847e-221edde04767.jpg[/img][/align][color=#000000]3、升降温速度快。BXL-500升温、降温速度快,能够很好地提高工作效率,减少能源消耗,同时可获得更为准确的测量结果。[/color][color=#000000]4、高精度、重复率好。能够更好保证测量结果的稳定性和一致性,提高测试的精度和可靠性,有效降低校准成本和时间。[/color][color=#000000]5、读数清晰直观。采用彩色触摸大屏显示,数据、信息清晰可见,直观易读,而且操作简单方便,易上手。[/color][color=#ff0000][b]BXC-15则是一款偏重于低温段的专业高精度标准红外校正源,结构紧凑,配有可收缩的把手,整体造型简洁大方。同样采取彩色触摸大屏设计,方便读数和操作。[/b][/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/0ea8c033-94fa-4a4e-9570-70f596cb4bb9.jpg[/img][/align][color=#000000]它可以实现-15℃到120℃的超广量程测量,可满足多种需求场景的应用。另外,这款BXC-15使用的是3.26英寸(83*83mm)的面源,高精度,很好地保证了测量结果的准确和可靠,升温和降温速度也快,可有效降低能源消耗,大大提升工作效率。[/color][来源:华盛昌CEM][align=right][/align]
[b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]摘要:针对红外目标模拟器的高精度可编程温度控制功能,本文介绍了实现高精度温控的温控装置,给出了温控方案。温控装置主要包括[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体制冷加热模组、电源自动换向器、传感器和超高精度[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器。从超高精度温度控制,关键是[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器具有[/font]24[font='微软雅黑',sans-serif]位[/font]AD[font='微软雅黑',sans-serif]、[/font]16[font='微软雅黑',sans-serif]位[/font]DA[font='微软雅黑',sans-serif]和[/font]0.01%[font='微软雅黑',sans-serif]最小输出百分比的高性能指标,同时还具有可手动和通讯软件编程功能。[/font][/color][/b][align=center][img=常温黑体中TEC半导体可编程高精度温度控制解决方案,600,337]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220435170646_2129_3221506_3.jpg!w690x388.jpg[/img][/align][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align][b][size=18px][color=#339999]1. [font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器工作原理[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif] 红外目标模拟器([/font]Infrared Target Simulator[font='微软雅黑',sans-serif])广泛应用于红外探测器和红外热像仪整机的工艺测试和评价测试,它为被测装置提供标准的红外测试图像,用于测试关键指标,如[/font]NETD[font='微软雅黑',sans-serif](噪声等效温差)、[/font]MRTD[font='微软雅黑',sans-serif](最小可分辨温差)、[/font]MDRD[font='微软雅黑',sans-serif](最小可探测温差)、[/font]SiTF[font='微软雅黑',sans-serif](信号传递函数)等,以及整个系统的性能评估。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]红外目标模拟器的重要指标包括发射率、辐射均匀性、温度控制精度、温度稳定性和响应速度等,其中前两个指标取决于所用黑体的结构、辐射面材质和黑漆喷涂技术,其余指标则取决于温控系统的性能。红外目标模拟器一般通过单黑体或双黑体实现,但无论采用哪一种黑体结构,高精度的温控技术都是其中的技术关键,它直接关系到红外目标模拟器的性能,是实现红外系统指标测试的关键因素。红外目标模拟器的工作原理如图[/font]1[font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][size=14px][b][color=#339999][img=红外目标模拟器原理示意图,500,365]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220437236876_9226_3221506_3.jpg!w690x505.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][color=#339999][/color][/font][align=center][b][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]1 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器工作原理示意图[/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]如图[/font]1[font='微软雅黑',sans-serif]所示,目标位于准直器反射器焦平面上。热辐射图样将由热辐射表面和目标之间的温差产生,并由准直器转换成平行光以模拟无限远的红外目标,供被测红外系统的成像探测器使用。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]温控系统由温度传感器、[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体模组、散热器、风扇、[/font]PID [font='微软雅黑',sans-serif]控制器、自动电源换向器等组成。温度传感器[/font]A[font='微软雅黑',sans-serif]检测的是目标温度,温度传感器[/font]B[font='微软雅黑',sans-serif]检测的是辐射表面温度。根据目标的设定温度,控制器通过[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制算法计算加热或制冷的控制量并驱动电源换向器工作电流的方向和大小,使得[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体模组进行加热或制冷输出。[/font][b][size=18px][color=#339999]2. TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体高精度温度控制标准装置[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]根据红外测试设备的检测指标,要求红外目标模拟器的工作温度范围为[/font]0~50[font='微软雅黑',sans-serif]℃,温度分辨率为[/font]0.001[font='微软雅黑',sans-serif]℃,控温精度为[/font]0.03[font='微软雅黑',sans-serif]℃。要实现此技术指标,温度控制系统需包括加热装置、温度传感器、执行器和[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器这几部分内容,而且需要满足相应的技术指标。为此,专门针对温控系统本文设计了相应的解决方案,具体结构如图[/font]2[font='微软雅黑',sans-serif]所示。以下为图[/font]2[font='微软雅黑',sans-serif]所示温控方案的详细描述:[/font][align=center][size=14px][b][color=#339999][img=温度控制系统方案示意图,550,559]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/02/202302220437516841_6377_3221506_3.jpg!w690x702.jpg[/img][/color][/b][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][color=#339999][/color][/font][align=center][b][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]2 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]红外目标模拟器温度控制系统方案示意图[/font][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]1[font='微软雅黑',sans-serif])加热方式:有很多种加热方式可供选择,如电加热、循环水加热和[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]半导体制冷加热等,但考虑到红外目标模拟器对工作温度范围和超高精度温度控制的要求,目前也只有[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]热电半导体制冷加热方式比较适用。[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]用于红外目标模拟器的温度控制除能满足温度范围之外,与其他加热方式相比具有更高的控温精度、更快的冷热变化控制速度、结构简单以及造价低的突出特点。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]2[font='微软雅黑',sans-serif])执行机构:为了实现[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]的加热制冷功能,除了需要对[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]模组的加载电流进行自动调节之外,还需在调节过程中能自动改变电流方向,为此,[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]执行机构配备了电源自动换向器。换向器接收加热和制冷控制信号,并根据控制信号大小和方向输出相应的工作电流。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]3[font='微软雅黑',sans-serif])温度传感器:温度传感器是决定温度控制精度的关键因素之一,因此本方案中配置了高等级的铂电阻温度计(如标准铂电阻温度计)或高等级热敏电阻温度传感器,使得温度传感器的温度分辨率能达到[/font]0.001[font='微软雅黑',sans-serif]℃以及测温精度能达到[/font]0.01~0.02[font='微软雅黑',sans-serif]℃。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]([/font]4[font='微软雅黑',sans-serif])超高精度[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器:决定温度控制精度的另一个关键因素是温度控制器的数据采集精度、控制算法和控制输出精度。为此,在本解决方案中采用了目前控制精度最高的[/font]VPC2021-1[font='微软雅黑',sans-serif]系列的工业用[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]程序调节器,除具有不超过[/font]96mm[font='微软雅黑',sans-serif]×[/font]96mm[font='微软雅黑',sans-serif]×[/font]87mm[font='微软雅黑',sans-serif]的小巧尺寸外,关键是此[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]调节器的模数转换[/font]AD[font='微软雅黑',sans-serif]为[/font]24[font='微软雅黑',sans-serif]位、数模转换[/font]DA[font='微软雅黑',sans-serif]为[/font]16[font='微软雅黑',sans-serif]位、双精度浮点运行运算以及[/font]0.01%[font='微软雅黑',sans-serif]的最小输出百分比,并可对控制程序进行编辑设计,适合红外目标模拟器在全温度量程内多个设定点的自动温度恒定控制。同时,此调节器采用了高级无超调[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制模式,并具有[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]参数自整定功能,结合超高精度的数据采集和控制输出,可实现十分精细的温度变化调节和控制。另外,此调节器附带功能强大的计算机软件,通过计算机运行此软件可快速进行[/font]PID[font='微软雅黑',sans-serif]控制器的远程设置和运行操作,同时能图形化的显示和记录所有设置参数、控制程序曲线和温度控制变化曲线。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]总之,本文所述的采用[/font]TEC[font='微软雅黑',sans-serif]模组进行的温度控制系统,已经成为超高精度可编程温度控制的一种标准和通用性方案,完全适用于红外目标模拟器的高精度温度控制。[/font][align=center][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/align]