2020年2月21日的線上研討會(huì)上，testo德圖儀器的產(chǎn)品應(yīng)用顧問(wèn)分享了非接觸式紅外測(cè)溫儀在食品領(lǐng)域的使用細(xì)節(jié)和實(shí)際應(yīng)用，在線與業(yè)內(nèi)朋友們討論了使用過(guò)程中會(huì)遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題。
研討會(huì)內(nèi)容概覽
紅外測(cè)量的物理原理
發(fā)射率的含義與調(diào)節(jié)
影響準(zhǔn)確性的因素和控制方法
食品企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與對(duì)應(yīng)方案
紅外測(cè)量的物理原理
紅外測(cè)量設(shè)備是利用自然界存在物體的熱輻射進(jìn)行溫度測(cè)量的一種常用的方法。
熱輻射是一種電磁輻射，一切物體都會(huì)發(fā)出電磁波，或稱輻射，這取決于其溫度的大小。對(duì)于我們的大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)（HVAC/R、食品加工、制藥業(yè)和工業(yè)等），波長(zhǎng)從8微米到14微米的長(zhǎng)波紅外，是進(jìn)行紅外測(cè)量的物理基礎(chǔ)，幾乎所有市面上的紅外線測(cè)溫儀都在此范圍內(nèi)測(cè)量。
空氣的存在會(huì)不會(huì)影響到紅外測(cè)量呢？那需要通過(guò)下面這張圖片來(lái)了解什么是“大氣窗口”。
大氣窗口被定義為電磁輻射頻譜的波長(zhǎng)間隔（如可見(jiàn)光、紅外光），對(duì)此間隔空氣在很大程度上是透明的。紅外傳感器在進(jìn)行紅外測(cè)量時(shí)，利用8微米到14微米這段波長(zhǎng)的大氣窗口，將不會(huì)受到空氣中水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w的影響。
什么是發(fā)射率呢？
發(fā)射率應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)呢？
工業(yè)紅外測(cè)量設(shè)備有一個(gè)非常重要的參數(shù)即所謂的發(fā)射率。那么發(fā)射率代表什么含義，以及怎樣來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射率？
首先自然界物體輻射包括三個(gè)方面——物體自身發(fā)出的熱輻射、反射外界的輻射、透過(guò)的輻射。這三個(gè)部分的輻射組成了物體總體的輻射能量。三個(gè)部分能量的占比分別代表了發(fā)射率ε，透射率R以及反射率T，三者之和等于1。
物體的發(fā)射率跟物體材料本身的性質(zhì)有關(guān)，ε=0.5代表物體發(fā)射的輻射50%來(lái)自于自身發(fā)射的輻射能量，其他50%來(lái)自于透射和反射。常見(jiàn)物體的發(fā)射率可以參考以下對(duì)紅外測(cè)溫儀進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，當(dāng)你需要測(cè)量什么類(lèi)型的物體，即可將紅外測(cè)溫儀的參數(shù)調(diào)整至對(duì)應(yīng)的發(fā)射率。這樣測(cè)得的結(jié)果是物體真實(shí)的溫度，否則將可能會(huì)有較大的偏差。食品行業(yè)使用的紅外測(cè)量設(shè)備，發(fā)射率可以調(diào)整至0.8-0.95。
常見(jiàn)物體的發(fā)射率
紅外測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？
你首先需要了解有哪些影響因素，才可以通過(guò)操作進(jìn)行避免。
首先紅外測(cè)量設(shè)備是典型的“可視化”測(cè)量方法，利用光學(xué)部件對(duì)紅外線進(jìn)行測(cè)量，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行顯示，透鏡鏡頭表面的潔凈度將會(huì)直接印象測(cè)量的準(zhǔn)確性，在紅外測(cè)量設(shè)備的使用過(guò)程中，需要保持鏡頭的潔凈度，一旦鏡頭上有灰塵或者在使用過(guò)程中被油脂污染，請(qǐng)使用干凈柔軟材質(zhì)的鏡頭布進(jìn)行擦拭。
第二是中間媒介（如灰塵，水蒸汽），在被測(cè)量物體和鏡頭之間的媒介，如出現(xiàn)水汽，或者灰塵，都會(huì)影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。比如在食品加熱時(shí)，有大量的水蒸氣形成，如使用紅外測(cè)量食品的表面溫度，結(jié)果將不準(zhǔn)確。
第三是環(huán)境溫度，作為溫度測(cè)量的儀器，部件本身的溫度也會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果環(huán)境高于儀器溫度，測(cè)量結(jié)果偏高。如果環(huán)境溫度低于儀器溫度，測(cè)量結(jié)果偏低，無(wú)法用發(fā)射率進(jìn)行修正。所以需要一定的時(shí)間來(lái)適應(yīng)環(huán)境溫度。
第四是測(cè)量物體的大小，如圖，紅外測(cè)量設(shè)備有一個(gè)參數(shù)稱為距離系數(shù)比，如830T1的距離系數(shù)比為10:1，這表示測(cè)量的距離與被測(cè)物體表面的圓形范圍直徑的比為10:1，當(dāng)距離被測(cè)物體表面的距離是10厘米時(shí)，測(cè)得是被測(cè)物體表面1厘米直徑內(nèi)的平均溫度。這將影響測(cè)量的結(jié)果，如果距離過(guò)遠(yuǎn)，可能測(cè)量的圓形范圍超過(guò)了物體實(shí)際的大小，則測(cè)量結(jié)果不是待測(cè)物體的真正的表面溫度。
在食品行業(yè)，可能會(huì)需要使用非接觸測(cè)量來(lái)確保食品無(wú)損。但是要注意，紅外非接觸測(cè)量測(cè)得是食品的表面溫度。在食品行業(yè)里，通常食品在收貨驗(yàn)貨、存儲(chǔ)和生產(chǎn)加工這三個(gè)環(huán)節(jié)中需要對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行溫度檢查，只有通過(guò)精確的測(cè)量才能保證食品的質(zhì)量和安全。同時(shí)，溫度也是執(zhí)行HACCP流程中最為關(guān)鍵的參數(shù)。利用紅外測(cè)溫儀來(lái)做溫度檢查具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、測(cè)量簡(jiǎn)便、快捷，響應(yīng)時(shí)間在0.5s,比起一般刺入式探針10s左右的響應(yīng)時(shí)間，可以非常快速得到結(jié)果。
2、測(cè)量時(shí)不接觸食品，不會(huì)損壞食物本身外觀，不會(huì)對(duì)食品交叉污染， 更可靠、更放心。
3、在一些食品生產(chǎn)線，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控。
食品企業(yè)紅外測(cè)溫儀
應(yīng)用場(chǎng)景及解決方案
收貨驗(yàn)貨
在這個(gè)環(huán)節(jié)，經(jīng)營(yíng)者需要開(kāi)始承擔(dān)對(duì)食品的責(zé)任。他們必須確保只接收和處理沒(méi)有任何問(wèn)題的食品。由于新鮮食品和冷凍食品必須遵守冷鏈和其他有約束力的規(guī)定，因此這些產(chǎn)品在食品安全方面值得特別注意。
貨物的交接一般是在收貨區(qū)。供應(yīng)商一到，立即就直接在收貨平臺(tái)或運(yùn)送車(chē)輛上測(cè)量溫度。并記錄下相應(yīng)的收貨溫度。
食品進(jìn)貨檢測(cè)、快速檢測(cè)單個(gè)或整箱食品的表面溫度
德圖推薦：testo 104-IR紅外及接觸式二合一測(cè)溫儀
配備精確的2點(diǎn)瞄準(zhǔn)激光，
a) 光學(xué)分辨率10:1，
b) 測(cè)量范圍清晰可見(jiàn)，可隨時(shí)進(jìn)行快速并精確的表面溫度測(cè)量
防水等級(jí)為IP65，非常適合食品較為復(fù)雜的使用場(chǎng)景。
操作簡(jiǎn)單：當(dāng)打開(kāi)刺入式溫度探頭的同時(shí)，溫度計(jì)自動(dòng)開(kāi)啟。開(kāi)始紅外測(cè)量?jī)H需簡(jiǎn)單按鍵啟動(dòng)。測(cè)量結(jié)果即在清晰可見(jiàn)的大顯示屏上顯示。按鍵使用簡(jiǎn)單明了，無(wú)需培訓(xùn)即可投入使用。
刺入式溫度探頭——適用于測(cè)量如肉類(lèi)和香腸等食品的核心中心溫度。通常，在紅外表面溫度測(cè)量不足以判定食品安全的情況下使用。刺入式探頭在不使用時(shí)可通過(guò)折疊方式收入儀器中，以防折斷損壞。
食品存儲(chǔ)&食品加工
一般來(lái)說(shuō)，食物應(yīng)盡快用完，以避免不必要的浪費(fèi)并保障食品安全?！霸诖巳掌诨虼巳掌谥笆秤谩焙汀白罴咽秤萌掌凇钡恼f(shuō)明是最重要的參數(shù)。在“此日期或此日期之前”的說(shuō)明到來(lái)之后，可能會(huì)增加病原體的形成。一旦過(guò)了規(guī)定的“最佳食用日期”，產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)惡化。
食品儲(chǔ)存及生產(chǎn)加工過(guò)程中的溫度檢查
德圖推薦：testo 826-T2 / T4紅外及接觸式測(cè)溫儀
testo 826-T2每秒2次測(cè)量就可完成產(chǎn)品或貨物托盤(pán)非接觸式測(cè)量。
光學(xué)分辨率6:1
單點(diǎn)激光瞄準(zhǔn)
最大/最小值顯示功能
設(shè)定限值功能，當(dāng)超出限值發(fā)出聲光報(bào)警，便于提示操作員工所測(cè)溫度是否超過(guò)企業(yè)規(guī)定的溫度標(biāo)準(zhǔn)
產(chǎn)品出廠標(biāo)配保護(hù)軟套
儀器滿足EN 13485標(biāo)準(zhǔn)要求
除了食品倉(cāng)儲(chǔ)與生產(chǎn)，同時(shí)也適用于檢測(cè)架上陳列食品、食品收貨的應(yīng)用
更多應(yīng)用
高精度要求及更廣應(yīng)用的選項(xiàng)
testo 830-T1紅外測(cè)溫儀/ 830-S1帶單點(diǎn)激光瞄準(zhǔn)器，帶限值設(shè)置及報(bào)警功能紅外測(cè)溫儀
830系列紅外測(cè)溫儀是單紅外測(cè)量?jī)x器設(shè)備，可以快速有效地進(jìn)行非接觸式表面溫度測(cè)量。除了可以測(cè)食品表面溫度外，可以通過(guò)發(fā)射率的調(diào)節(jié)應(yīng)用到一些其他場(chǎng)合，如金屬烤盤(pán)表面溫度等。手槍式設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)便，內(nèi)置高分辨率處理器，測(cè)量更精確。采用10:1距離系數(shù)比及高分辨率處理器，測(cè)量更精確。
