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應(yīng)用設(shè)計

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便攜式紅外測溫儀測試報告

便攜式紅外測溫儀測試報告

2015/4/23 15:15:07

     便攜式紅外測溫儀采用非接觸方式測量溫度,具有響應(yīng)速度快、使用方便且不擾動被測目標(biāo)溫度分布場的特點(diǎn)(以下簡稱“紅外測溫儀”),被越來越多地應(yīng)用在各種工業(yè)測溫場合,如冶金、建材、塑料、空調(diào)、食品加工等行業(yè)。近年來,紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展,性能不斷完善,功能不斷增強(qiáng),品牌不斷增多,一定程度上也給廣大用戶在選型時帶來了困擾,為此,本次測試我們選取了市場上常見的不同品牌但性能參數(shù)接近的紅外測溫儀,希望通過各項(xiàng)技術(shù)性能測試,為大家在選擇紅外測溫儀產(chǎn)品時提供一個實(shí)用參考。

     評估一個產(chǎn)品的性能,需要做多個方面的測試。對于紅外測溫儀來說,主要包括:精度,重復(fù)精度,熱性能,抗干擾性,光學(xué)特性,耐用性,當(dāng)然還有安全性能。其中精度測試需要特殊的設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)器,我們不具備這種條件(只有各級計量檢定機(jī)構(gòu)有資質(zhì)進(jìn)行精度測試評定),所以我們的測試將針對除絕對精度以外的其他項(xiàng)目進(jìn)行。

     本次的測試評定我們將采用打分制,每一項(xiàng)測試獲得第一名得5分,第二名得4分,以此類推,最后一名得1分。但是如果產(chǎn)品的某項(xiàng)功能明顯缺失或某項(xiàng)指標(biāo)明顯超標(biāo),我們會給它打0分以示區(qū)分。到最后我們會匯總每款產(chǎn)品的得分情況來做綜合評估。

 

 

 

  

  1. CMC,中華人民共和國制造計量器具許可證

 

 

     5款產(chǎn)品在包裝盒、說明書 、電池等標(biāo)準(zhǔn)配置方面都較為齊全,沒有明顯差異,各款產(chǎn)品的外觀沒有缺陷和損傷。但是,紅外測溫儀屬于國家強(qiáng)制檢定計量的產(chǎn)品,在國內(nèi)生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品應(yīng)該通過CMC認(rèn)證并在產(chǎn)品和說明書上明顯位置標(biāo)識CMC標(biāo)志。(通過CMC認(rèn)證的產(chǎn)品,表明其產(chǎn)品本身和生產(chǎn)工廠都是通過了國家計量部門的檢測和檢查的。)令人驚訝的是,我們只在DT-8832和MT4 MAX+兩款產(chǎn)品的機(jī)身上找到了該標(biāo)志,其中MT4 MAX+產(chǎn)品說明書上也有明顯的CMC標(biāo)志,而其他幾款產(chǎn)品的說明書上均未標(biāo)出。

     注:CMC是制造計量器具許可證標(biāo)志, 是China Metrology Certification的英文縮寫,意為中國制造計量器具許可證。取得制造計量器具許可證的企業(yè),可在其生產(chǎn)的計量器具上標(biāo)注CMC標(biāo)志。該標(biāo)志表明:計量器具制造企業(yè)具備生產(chǎn)能力計量器具的能力,所生產(chǎn)的計量器具準(zhǔn)確度和可靠性等指標(biāo)符合法制要求。

測試項(xiàng)目:CMC標(biāo)

測試方法:查看儀器和說明書上有無CMC標(biāo)

判據(jù)參數(shù):有/無

2.激光安全

MT4 MAX+在激光功率測試中

     眾所周知,紅外測溫儀在使用時會通過發(fā)射出的激光來瞄準(zhǔn)被測對象,以便于識別目標(biāo)區(qū)域。因此激光安全是選擇紅外測溫儀時必須考量的一項(xiàng)安全指標(biāo)。目前,我國根據(jù)激光產(chǎn)品對人體的傷害程度,劃分為從CLASS I(無損害)到CLASS IV 四個安全等級。對于紅外測溫儀的要求是至少滿足二級安全標(biāo)準(zhǔn),即低能量級激光級別(激光功率不大于1毫瓦)。那么我們看看他們的實(shí)際激光功率是否符合要求。

測試項(xiàng)目:激光功率

測試方法:測試距離2cm,取最大值

判據(jù)參數(shù):2級,不大于1mW

     由上表可見,5款儀器中,TM600測得數(shù)值超限,其它4款儀器的激光功率都在安全等級要求以內(nèi),是相對安全的,但AR300+測得的數(shù)值已很接近限值,也有較大的潛在危險。雖然MT4 MAX+的激光功率很低,但激光點(diǎn)清晰,和其他幾款產(chǎn)品相比,指示效果并不差。

3.電磁干擾

     由于紅外測溫儀多用于工業(yè)現(xiàn)場的測試,難免會遇到各種類型的電磁干擾,如各類無線電發(fā)射設(shè)備、電力設(shè)備、電子設(shè)備等等,即便是我們的日常生活中,也時刻存在電磁干擾,如手機(jī)等。因此,抗電磁干擾能力強(qiáng)是一款優(yōu)秀紅外測溫儀的必備性能。為此,我們分別選取了步話機(jī)和手機(jī)發(fā)出信號來模擬干擾源,測試這幾款產(chǎn)品的抗干擾能力。

作為干擾源步話機(jī),距離10cm

測試項(xiàng)目:電磁干擾

測試方法:目標(biāo)溫度30.0℃,用步話機(jī)發(fā)出干擾信號,在不同距離發(fā)生干擾,觀察儀器的測溫顯示并記錄

判據(jù)參數(shù):數(shù)據(jù)跳動或顯示漂移或者顯示漂移

測試數(shù)據(jù)(℃)

     MT4 MAX表現(xiàn)最好,幾乎完全不受干擾影響。MS6530A次之,在10cm距離施加干擾時顯示有明顯漂移,但是漂移值仍小于它的標(biāo)稱允許誤差。另外3款產(chǎn)品存在十度百度的誤差甚至超量程的顯示,沒有任何意義,所以被判定得0分。隨后我們又對MS6530A和MT4 MAX+兩款產(chǎn)品進(jìn)行了進(jìn)一步測試。當(dāng)干擾源幾乎貼著儀器時,MS6530A出現(xiàn)了很大的顯示漂移,而MT4 MAX的顯示誤差仍在其精度指標(biāo)之內(nèi)(見下表)。

MT4 MAX+在電磁干擾實(shí)驗(yàn)中,干擾源為步話機(jī),距離2mm

測試方法:目標(biāo)溫度30.0℃,用步話機(jī)從儀器的上下左右四個方向分別發(fā)出干擾信號,并記錄其中最差的一個數(shù)據(jù)。

判據(jù)參數(shù):顯示漂移

測試數(shù)據(jù)(℃)和得分

各款產(chǎn)品得分如下:

     需要說明的是,當(dāng)時測試的對象實(shí)際是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度,大約在25-26℃,因此MT4 MAX+測得數(shù)據(jù)是較為精準(zhǔn)的。

4.重復(fù)性

     由于紅外測溫儀多用于工業(yè)現(xiàn)場的檢查和監(jiān)控,其中一個典型應(yīng)用是設(shè)備的日常巡檢,因此要求儀器有很好的重復(fù)精度,即對著同一個的目標(biāo)溫度,隔天、隔周甚至隔月測量,應(yīng)該得到基本相同的測量結(jié)果。我們無法做太長時間的測試,就用一個短期的重復(fù)精度測試來代替。

     我們的方法是對同一個目標(biāo),每間隔一分鐘,取得一個測量讀數(shù),每款產(chǎn)品各測量12次,并將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計算,得出各自的標(biāo)準(zhǔn)偏差和最大偏差值,結(jié)果如下表所示:

(注:紅外測溫儀正式的重復(fù)精度測試是每天測量一次,重復(fù)進(jìn)行12天。)

結(jié)果如下表所示:

測試項(xiàng)目:重復(fù)性測試

測試方法:每次測試間隔1分鐘,熱源30.0℃,測試距離20cm。

判據(jù)參數(shù):標(biāo)準(zhǔn)偏差和最大偏差

各產(chǎn)品得分如下:

實(shí)驗(yàn)結(jié)果MT4 MAX重復(fù)性較好

5.距離適應(yīng)性

     紅外測溫儀測量溫度,都是在離目標(biāo)一定距離的位置取得讀數(shù)。面對同一個目標(biāo)溫度,在不同的距離上,這個讀數(shù)會有不同,紅外測溫儀的特性如此,概莫能外。但在實(shí)際使用中,我們很難保證每次測量都在同一個距離進(jìn)行,也不會有人在測量時還拿一把尺子去測這個距離。那么,如果一個測溫儀對距離的變化越不敏感,自然越容易得到更準(zhǔn)確的讀數(shù),同時也給實(shí)際的使用帶來很大的便利性。下面我們就測量一下這幾款產(chǎn)品對距離變化的敏感程度。

     距離適應(yīng)性是一個跟D-S指標(biāo)有關(guān)聯(lián)但又不重合的一個技術(shù)指標(biāo),目前市場上的產(chǎn)品都沒有標(biāo)注這個指標(biāo),更沒有統(tǒng)一的測試方法。我們這個方法雖然簡單,但是能夠比較出產(chǎn)品在這個方面性能上的相對差異。我們選取了20cm,40cm、60cm、80cm、100cm作為測量距離來讀數(shù)。

     我們估計60cm附近應(yīng)該是一個更常被采用的測量距離。所以以60cm為中心,用在其他距離得到的讀數(shù)分別減去在60cm的到的讀數(shù),得出其他距離相對60cm距離的偏差,從而得到如下各點(diǎn)偏差。

測試項(xiàng)目:距離適應(yīng)性

測試方法:熱源300.0℃,測試距離20cm、40cm、60cm、80cm、100cm

判據(jù)參數(shù):其它距離上的顯示值與20cm上的顯示值的差

各型號得分如下:

實(shí)驗(yàn)結(jié)果,DT8832隨著距離的增加,漂移最小,距離適應(yīng)性最好,MT4 MAX+次之。

6.光學(xué)分辨率

MT4 MAX+在光學(xué)分辨率測試中

     光學(xué)分辨率也稱距離系數(shù)比(D:S),是指在某個距離上,紅外測溫儀為得到較準(zhǔn)確的測量值,對目標(biāo)大小的要求。所以很明顯,高距離系數(shù)比的產(chǎn)品,可以測量更小的目標(biāo),同時可以有更靈活的使用。我們采用《紅外溫度計計量檢測規(guī)范》要求的方法,來做距離系數(shù)比的測試。

測試項(xiàng)目:光學(xué)分辨率

測試方法:目標(biāo)溫度300℃,發(fā)射率0.95,在焦點(diǎn)處的距離測量1.4倍目標(biāo)直徑的目標(biāo)

判據(jù)參數(shù):與目標(biāo)溫度的偏離程度

a、被測儀器的標(biāo)稱指標(biāo)

b、 經(jīng)過計算的測試參數(shù)

測試距離和目標(biāo)直徑(目標(biāo)直徑 = s * 1.4)

目標(biāo)溫度為300C,發(fā)射率統(tǒng)一為0.95。

c、 測試數(shù)據(jù)記錄

     前三種產(chǎn)品D:S相同,則直接比較其偏差大小即可,很簡單。DT-8832的D:S是13:1,跟12:1比差別不大,而偏差值領(lǐng)先前三種產(chǎn)品很多,其性能自然優(yōu)于他們,這個應(yīng)該也沒有疑義。再來比較DT-8832和MT4 MAX+,前者的D:S指標(biāo)是后者的1.3倍,如果按這個比例折算一下MT4 MAX+的偏差,15.4x(1-30%)=10.78,似乎MTX MAX+更優(yōu)。但是我們的這種折算未必非常準(zhǔn)確,所以算他們兩個并列第一比較穩(wěn)妥。MS6530A和TM600的差異太小,也可以并列,這樣就有了下面的得分表:

     由此,廠商標(biāo)定的光學(xué)分辨率(距離系數(shù)比)并不是越大越好,真正能做到標(biāo)定的參數(shù)才是比較重要的。

7.熱沖擊恢復(fù)

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時正值盛夏時節(jié),室外氣溫已達(dá)34℃,地表溫度會更高。我們不免產(chǎn)生疑問,紅外測溫儀作為精密儀器,能否抵御熱浪的沖擊呢?為了判別經(jīng)過熱沖擊(環(huán)境溫度跳變)后其測試能力的恢復(fù)速度,我們將這5款產(chǎn)品放到室外露天環(huán)境下,放置一小時后,進(jìn)行了熱穩(wěn)定性對比測試。

5款產(chǎn)品夏日陽光暴曬中

 

DT-8832在熱穩(wěn)定性測試中(曬后顯示讀數(shù))

     不同地點(diǎn)因環(huán)境溫度可能會有突變,會對紅外測溫儀的準(zhǔn)確測量有很大影響。比較典型的場景是冬天或者夏天,室內(nèi)或者室外的溫度差異,如車間和辦公室的溫度差異。如果要取得更準(zhǔn)確的測量,需要在測試現(xiàn)場等待一段時間,待紅外測溫儀與現(xiàn)場溫度比較接近再進(jìn)行測量。那么,從應(yīng)用的角度看,自然等待時間越短,越方便大家使用。本項(xiàng)測試,即用來比較這幾款產(chǎn)品在這個方面的差異。

     我們就將這5款紅外測溫儀放到室外露天環(huán)境下,紅外測溫儀測得的室外溫度是35C。放置一小時后,儀器的溫度與環(huán)境溫度一致了,然后拿回室內(nèi)(室內(nèi)溫度約28C)做測量,看看哪一款產(chǎn)品能最快速且穩(wěn)定的恢復(fù)準(zhǔn)確測量。

測試項(xiàng)目:熱沖擊恢復(fù)

測試方法:室外曬一小時后,立即取回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。間隔2分鐘測量一次,測量距離20cm。

判據(jù)參數(shù):恢復(fù)時間和顯示漂移

熱沖擊測試數(shù)據(jù):

曬后顯示漂移(℃)

     由上面的曲線可以看出, DT-8832明顯落后,經(jīng)過半個小時的恢復(fù),仍然有1.5度的漂移偏差,排第五名。TM600無論是恢復(fù)時間曲線還是漂移偏差,排在第四沒有爭議。AR300+比較特殊,它在第22分鐘后表現(xiàn)很好,但在前面的時間有較大跳躍,尤其是21到22分鐘的跳躍很大,所以我們只把它排在第三。最后來看MT4 MAX+和MS6530A,MT4 MAX+在第18分鐘進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)(讀數(shù)僅跳動一個分辨率值),MS6530A在第22分鐘進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),不過MS6530A在第6分鐘以前的最大漂移偏差更小一些,所以總體來講二者不相上下,并列第一,各款產(chǎn)品得分如下:

注:這里要說明一點(diǎn),紅外測溫儀在不同時刻,即使對同一目標(biāo)的測量值會有所不同,所以不能指望他們在熱沖擊之后的測量值和熱沖擊之前完全相等。這也是我們前面做重復(fù)精度測試的原因所在。當(dāng)測量值基本在分辨率上跳動時,就完全可以認(rèn)為其已經(jīng)完全恢復(fù)。

8.高濕度耐受能力

5款產(chǎn)品在相對濕度穩(wěn)定性測試中

     

     紅外測溫儀在使用中,還會遭遇濕度變化的挑戰(zhàn),一臺好的儀器應(yīng)該能適應(yīng)不同的濕度環(huán)境,或者說濕度的變化不應(yīng)給測量帶來較大的影響。

我們利用恒溫恒濕箱進(jìn)行模擬測試。測試在密閉環(huán)境中進(jìn)行,設(shè)定環(huán)境溫度為30℃,初始相對濕度為30%,記錄下儀器的顯示溫度后,調(diào)高相對濕度分別至70%、80%、90%,記錄不同濕度時,各產(chǎn)品的讀數(shù),并與30%濕度時的讀數(shù)做差,從而得出濕度變化帶來的漂移誤差,見下表。

測試項(xiàng)目:相對濕度

測試方法:環(huán)境溫度30℃,相對濕度分別設(shè)置為30%,70%,80%,90%

判據(jù)參數(shù):其它濕度條件下相對于30%時的漂移

a、 測量值漂移(℃)

b、 被測儀器讀數(shù)(℃)

     在此項(xiàng)測試中,所有產(chǎn)品在不同濕度下,最大的漂移也只有0.6C,是相當(dāng)好的表現(xiàn)。其中DT-8832表現(xiàn)最好,穩(wěn)定且漂移小。AR300+在70% - 90%濕度都漂移0.3C,MT4 MAX+在70%和80%兩個濕度環(huán)境的表現(xiàn)相當(dāng)好,0漂移,但在90%濕度時差一些。各款產(chǎn)品得分如下:

9.耐用性

     現(xiàn)在來到了本次評測的最后一個環(huán)節(jié),就是產(chǎn)品耐用性(跌落)測試。我們采取的測試方法是手持無包裝的儀器,分別由1米高度進(jìn)行一系列不同角度的連續(xù)自由落體下落測試,隨后檢查儀器的機(jī)械部件及測試能力是否受到影響。

測試項(xiàng)目:耐用性

測試方法:1米木地板跌落,每面1次(每個產(chǎn)品共跌落6次)。目標(biāo)溫度30℃和300℃

判據(jù)參數(shù):激光功率,顯示漂移,機(jī)械損傷

跌落前測試數(shù)據(jù)

跌落后測試數(shù)據(jù)

跌落后顯示漂移

     在跌落實(shí)驗(yàn)中,除了MT4 MAX+,其他四種儀器都有電池脫出現(xiàn)象,不過可以裝回去,不算是太大的問題。TM600和DT-8832出現(xiàn)了不同程度的機(jī)械損傷情況,我們判定他們?yōu)樽詈髢擅?,得?分。另外三款產(chǎn)品,按測量讀數(shù)漂移的大小排定座次。各款產(chǎn)品得分如下:

至此,本次紅外測溫儀評測告一段落,來匯總一下大家的得分情況吧。

注:評分規(guī)則,測試排名獲得第一名得5分,第二名得4分,以此類推,最后一名得1分。如果某項(xiàng)指標(biāo)或功能明顯異常或缺失,則不算名次,只得0分。

     這里我們并沒有對各項(xiàng)測試的得分進(jìn)行加權(quán)處理,是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為任何其中一項(xiàng)都是成為一個優(yōu)秀產(chǎn)品的必備條件。換句話說,任何一項(xiàng)的缺失,都會導(dǎo)致這個產(chǎn)品在使用中產(chǎn)生這樣或那樣的問題或風(fēng)險。

      這樣,最后的結(jié)果就出來了,MT4 MAX+在所有9項(xiàng)測試中取得了6項(xiàng)第一,兩項(xiàng)第二,一項(xiàng)第三,在各項(xiàng)功能上沒有短板,當(dāng)之無愧的在本次測試獲得全能冠軍。TM600得到8分,列總成績的第五名。

     希望我們的這一次對比測試,能對廣大用戶選擇紅外測溫儀產(chǎn)品有所幫助,讓大家更明白、更科學(xué)的選擇和使用紅外測溫儀。同時我們也希望國內(nèi)外的紅外測溫儀廠商能夠在研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不斷改進(jìn),持續(xù)提升產(chǎn)品性能,為用戶提供性價比更高、更實(shí)用的產(chǎn)品。

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