便攜式紅外測溫儀測試報告
便攜式紅外測溫儀采用非接觸方式測量溫度,具有響應速度快、使用方便且不擾動被測目標溫度分布場的特點(以下簡稱“紅外測溫儀”),被越來越多地應用在各種工業測溫場合,如冶金、建材、塑料、空調、食品加工等行業。近年來,紅外測溫儀在技術上得到迅速發展,性能不斷完善,功能不斷增強,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接近的紅外測溫儀,希望通過各項技術性能測試,為大家在選擇紅外測溫儀產品時提供一個實用參考。
評估一個產品的性能,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,重復精度,熱性能,抗干擾性,光學特性,耐用性,當然還有安全性能。其中精度測試需要特殊的設備和標準器,我們不具備這種條件(只有各級計量檢定機構有資質進行精度測試評定),所以我們的測試將針對除絕對精度以外的其他項目進行。
本次的測試評定我們將采用打分制,每一項測試獲得第一名得5分,第二名得4分,以此類推,最后一名得1分。但是如果產品的某項功能明顯缺失或某項指標明顯超標,我們會給它打0分以示區分。到最后我們會匯總每款產品的得分情況來做綜合評估。
CMC,中華人民共和國制造計量器具許可證
5款產品在包裝盒、說明書 、電池等標準配置方面都較為齊全,沒有明顯差異,各款產品的外觀沒有缺陷和損傷。但是,紅外測溫儀屬于國家強制檢定計量的產品,在國內生產銷售的產品應該通過CMC認證并在產品和說明書上明顯位置標識CMC標志。(通過CMC認證的產品,表明其產品本身和生產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+兩款產品的機身上找到了該標志,其中MT4 MAX+產品說明書上也有明顯的CMC標志,而其他幾款產品的說明書上均未標出。
注:CMC是制造計量器具許可證標志, 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,可在其生產的計量器具上標注CMC標志。該標志表明:計量器具制造企業具備生產能力計量器具的能力,所生產的計量器具準確度和可靠性等指標符合法制要求。
測試項目:CMC標
測試方法:查看儀器和說明書上有無CMC標
判據參數: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射出的激光來瞄準被測對象,以便于識別目標區域。因此激光安全是選擇紅外測溫儀時必須考量的一項安全指標。目前,我國根據激光產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
測試項目:激光功率
測試方法:測試距離2cm,取最大值
判據參數:2級,不大于1mW
由上表可見,5款儀器中,TM600測得數值超限,其它4款儀器的激光功率都在安全等級要求以內,是相對安全的,但AR300+測得的數值已很接近限值,也有較大的潛在危險。雖然MT4 MAX+的激光功率很低,但激光點清晰,和其他幾款產品相比,指示效果并不差。
3.電磁干擾
由于紅外測溫儀多用于工業現場的測試,難免會遇到各種類型的電磁干擾,如各類無線電發射設備、電力設備、電子設備等等,即便是我們的日常生活中,也時刻存在電磁干擾,如手機等。因此,抗電磁干擾能力強是一款優秀紅外測溫儀的必備性能。為此,我們分別選取了步話機和手機發出信號來模擬干擾源,測試這幾款產品的抗干擾能力。
作為干擾源步話機,距離10cm
測試項目:電磁干擾
測試方法:目標溫度30.0℃,用步話機發出干擾信號,在不同距離發生干擾,觀察儀器的測溫顯示并記錄
判據參數:數據跳動或顯示漂移或者顯示漂移
測試數據(℃)
MT4 MAX表現最好,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稱允許誤差。另外3款產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+兩款產品進行了進一步測試。當干擾源幾乎貼著儀器時,MS6530A出現了很大的顯示漂移,而MT4 MAX的顯示誤差仍在其精度指標之內(見下表)。
MT4 MAX+在電磁干擾實驗中,干擾源為步話機,距離2mm
測試方法:目標溫度30.0℃,用步話機從儀器的上下左右四個方向分別發出干擾信號,并記錄其中最差的一個數據。
判據參數:顯示漂移
測試數據(℃)和得分
各款產品得分如下:
需要說明的是,當時測試的對象實際是實驗室環境溫度,大約在25-26℃,因此MT4 MAX+測得數據是較為精準的。
4.重復性
由于紅外測溫儀多用于工業現場的檢查和監控,其中一個典型應用是設備的日常巡檢,因此要求儀器有很好的重復精度,即對著同一個的目標溫度,隔天、隔周甚至隔月測量,應該得到基本相同的測量結果。我們無法做太長時間的測試,就用一個短期的重復精度測試來代替。
我們的方法是對同一個目標,每間隔一分鐘,取得一個測量讀數,每款產品各測量12次,并將得到的數據進行了分析計算,得出各自的標準偏差和最大偏差值,結果如下表所示:
(注:紅外測溫儀正式的重復精度測試是每天測量一次,重復進行12天。)
結果如下表所示:
測試項目:重復性測試
測試方法:每次測試間隔1分鐘,熱源30.0℃,測試距離20cm。
判據參數:標準偏差和最大偏差
各產品得分如下:
實驗結果MT4 MAX重復性較好
5.距離適應性
紅外測溫儀測量溫度,都是在離目標一定距離的位置取得讀數。面對同一個目標溫度,在不同的距離上,這個讀數會有不同,紅外測溫儀的特性如此,概莫能外。但在實際使用中,我們很難保證每次測量都在同一個距離進行,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確的讀數,同時也給實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品對距離變化的敏感程度。
距離適應性是一個跟D-S指標有關聯但又不重合的一個技術指標,目前市場上的產品都沒有標注這個指標,更沒有統一的測試方法。我們這個方法雖然簡單,但是能夠比較出產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。
我們估計60cm附近應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分別減去在60cm的到的讀數,得出其他距離相對60cm距離的偏差,從而得到如下各點偏差。
測試項目:距離適應性
測試方法:熱源300.0℃,測試距離20cm、40cm、60cm、80cm、100cm
判據參數: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:
實驗結果,DT8832隨著距離的增加,漂移最小,距離適應性最好,MT4 MAX+次之。
6.光學分辨率
MT4 MAX+在光學分辨率測試中
光學分辨率也稱距離系數比(D:S),是指在某個距離上,紅外測溫儀為得到較準確的測量值,對目標大小的要求。所以很明顯,高距離系數比的產品,可以測量更小的目標,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范》要求的方法,來做距離系數比的測試。
測試項目:光學分辨率
測試方法:目標溫度300℃,發射率0.95,在焦點處的距離測量1.4倍目標直徑的目標
判據參數:與目標溫度的偏離程度
a、被測儀器的標稱指標
b、 經過計算的測試參數
測試距離和目標直徑(目標直徑 = s * 1.4)
目標溫度為300C,發射率統一為0.95。
c、 測試數據記錄
前三種產品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,而偏差值領先前三種產品很多,其性能自然優于他們,這個應該也沒有疑義。再來比較DT-8832和MT4 MAX+,前者的D:S指標是后者的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。但是我們的這種折算未必非常準確,所以算他們兩個并列第一比較穩妥。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,廠商標定的光學分辨率(距離系數比)并不是越大越好,真正能做到標定的參數才是比較重要的。
7.熱沖擊恢復
本實驗進行時正值盛夏時節,室外氣溫已達34℃,地表溫度會更高。我們不免產生疑問,紅外測溫儀作為精密儀器,能否抵御熱浪的沖擊呢?為了判別經過熱沖擊(環境溫度跳變)后其測試能力的恢復速度,我們將這5款產品放到室外露天環境下,放置一小時后,進行了熱穩定性對比測試。
5款產品夏日陽光暴曬中
DT-8832在熱穩定性測試中(曬后顯示讀數)
不同地點因環境溫度可能會有突變,會對紅外測溫儀的準確測量有很大影響。比較典型的場景是冬天或者夏天,室內或者室外的溫度差異,如車間和辦公室的溫度差異。如果要取得更準確的測量,需要在測試現場等待一段時間,待紅外測溫儀與現場溫度比較接近再進行測量。那么,從應用的角度看,自然等待時間越短,越方便大家使用。本項測試,即用來比較這幾款產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,儀器的溫度與環境溫度一致了,然后拿回室內(室內溫度約28C)做測量,看看哪一款產品能最快速且穩定的恢復準確測量。
測試項目:熱沖擊恢復
測試方法:室外曬一小時后,立即取回實驗室進行測試。間隔2分鐘測量一次,測量距離20cm。
判據參數:恢復時間和顯示漂移
熱沖擊測試數據:
曬后顯示漂移(℃)
由上面的曲線可以看出, DT-8832明顯落后,經過半個小時的恢復,仍然有1.5度的漂移偏差,排第五名。TM600無論是恢復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分鐘進入穩定狀態(讀數僅跳動一個分辨率值),MS6530A在第22分鐘進入穩定狀態,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,各款產品得分如下:
注:這里要說明一點,紅外測溫儀在不同時刻,即使對同一目標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精度測試的原因所在。當測量值基本在分辨率上跳動時,就完全可以認為其已經完全恢復。
8.高濕度耐受能力
5款產品在相對濕度穩定性測試中
紅外測溫儀在使用中,還會遭遇濕度變化的挑戰,一臺好的儀器應該能適應不同的濕度環境,或者說濕度的變化不應給測量帶來較大的影響。
我們利用恒溫恒濕箱進行模擬測試。測試在密閉環境中進行,設定環境溫度為30℃,初始相對濕度為30%,記錄下儀器的顯示溫度后,調高相對濕度分別至70%、80%、90%,記錄不同濕度時,各產品的讀數,并與30%濕度時的讀數做差,從而得出濕度變化帶來的漂移誤差,見下表。
測試項目:相對濕度
測試方法:環境溫度30℃,相對濕度分別設置為30%,70%,80%,90%
判據參數: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(℃)
在此項測試中,所有產品在不同濕度下,最大的漂移也只有0.6C,是相當好的表現。其中DT-8832表現最好,穩定且漂移小。AR300+在70% - 90%濕度都漂移0.3C,MT4 MAX+在70%和80%兩個濕度環境的表現相當好,0漂移,但在90%濕度時差一些。各款產品得分如下:
9.耐用性
現在來到了本次評測的最后一個環節,就是產品耐用性(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米高度進行一系列不同角度的連續自由落體下落測試,隨后檢查儀器的機械部件及測試能力是否受到影響。
測試項目:耐用性
測試方法:1米木地板跌落,每面1次(每個產品共跌落6次)。目標溫度30℃和300℃
判據參數:激光功率,顯示漂移,機械損傷
跌落前測試數據
跌落后測試數據
跌落后顯示漂移
在跌落實驗中,除了MT4 MAX+,其他四種儀器都有電池脫出現象,不過可以裝回去,不算是太大的問題。TM600和DT-8832出現了不同程度的機械損傷情況,我們判定他們為最后兩名,得到0分。另外三款產品,按測量讀數漂移的大小排定座次。各款產品得分如下:
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。如果某項指標或功能明顯異?;蛉笔?,則不算名次,只得0分。
這里我們并沒有對各項測試的得分進行加權處理,是因為我們認為任何其中一項都是成為一個優秀產品的必備條件。換句話說,任何一項的缺失,都會導致這個產品在使用中產生這樣或那樣的問題或風險。
這樣,最后的結果就出來了,MT4 MAX+在所有9項測試中取得了6項第一,兩項第二,一項第三,在各項功能上沒有短板,當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品有所幫助,讓大家更明白、更科學的選擇和使用紅外測溫儀。同時我們也希望國內外的紅外測溫儀廠商能夠在研發生產環節不斷改進,持續提升產品性能,為用戶提供性價比更高、更實用的產品。

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