食品级流化床制粒设备全景解析:3大类型工艺适配

IMPAC红外测温仪在科研实验中的应用

科研实验对温度测量的要求通常比工业生产更严苛——精度要高、响应要快、数据要能追溯。红外测温仪在很多科研场景中都有应用:材料科学、燃烧研究、传热实验、微器件测试等。

食品级流化床制粒设备全景解析:3大类型工艺适配

材料高温性能实验

材料科学中,高温拉伸、蠕变、抗氧化实验是常见的高温测试项目。实验温度从几百到两千多度不等,很多实验在真空或惰性气体氛围下进行。

在这种条件下,用热电偶测量样品温度有几个局限性:热电偶和样品的接触可能不紧密(尤其是薄片或丝材样品);热电偶本身可能在高温下和样品发生反应;热电偶的热容量可能干扰样品的温度分布。用红外测温仪可以避免这些问题——不接触样品、不干扰温度场、响应速度快。

IS 140和IGA 140系列在这类实验中用得比较多。测温范围从220~3500℃,分为 18 个细分量程,精度为1500℃以内 0.3% 读数 + 1℃、超过 1500℃为 0.5% 读数 + 1℃,响应时间 1 毫秒。需要注意的是:如果实验在真空腔或气氛炉内进行,测温仪需要通过观察窗口来测量。窗口材料的红外透过率需要和测温仪的光谱范围匹配。比如IGA 140的光谱范围是1.45到1.8微米,石英玻璃在这个波段是透明的,可以作为观察窗口。

燃烧和火焰温度研究

燃烧实验——层流火焰、湍流火焰、喷雾燃烧等——需要测量火焰温度来研究燃烧机理。火焰温度一般在800℃到2500℃,而且火焰是半透明的,接触式测温无法实现。

红外测温仪可以测量火焰中炭黑颗粒的辐射温度,以此估算火焰温度。不过火焰温度测量有几个难点:一是火焰中炭黑颗粒的浓度和分布可能不均匀;二是火焰本身有脉动,读数会波动;三是燃烧产物(CO2、H2O)对红外辐射有吸收和发射作用。

IGA 140的短波红外(1.45到1.8微米)可以避开一些燃烧产物的强吸收波段,对火焰温度测量有一定优势。1毫秒的响应速度足够捕捉火焰的脉动特征。

快速过程的温度测量

激光加热、感应加热、激波管等研究涉及极快的温度变化——毫秒级或者更短。这对测温仪的响应速度要求很高。

IS 140的响应时间t90为1毫秒,可以捕捉到毫秒级的快速温度变化。如果需要测量更快的温度变化,可以选用更短曝光时间的设置。测量快速过程时还需注意信号输出的延迟——模拟信号(4到20毫安)的传输有一定滞后,如果对实时性要求很高,建议用数字接口直接读取数据。

小目标温度测量

微机电系统(MEMS)、微流体芯片、微电子器件等研究,需要测量微米级目标的温度。IS 140和IGA 140的光学分辨率为380:1,小光斑可达0.35毫米,配显微镜头可以将测量光斑缩小到更小。

不过光斑缩小意味着收集到的红外辐射能量也减少,信噪比会下降。需要在空间分辨率和测量精度之间做取舍——这是红外微测温本身的物理限制,不是设备的问题。

技术服务支持

上海明策光电技术有限公司作为IMPAC品牌在中国的授权代理商,为高校和科研院所提供温度测量方案的技术支持。如果有特殊的测温需求,可以联系明策光电的技术团队来做方案沟通。

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