Standardni princip mjerenja i trend razvoja infracrvenog termometra
Postoje mnoge prednosti beskontaktnog mjerenja temperature infracrvenim termometrom, a njegove primjene se kreću od malih ili teško dostupnih predmeta do korozivnih kemikalija i osjetljivih površina. U ovom članku će se raspravljati o ovoj prednosti, dati odluka o ispravnom izboru infracrvenog termometra, itd. kako bi se ilustrovao opseg primjene. Zbog kretanja atoma i molekula, svaki predmet će zračiti elektromagnetne valove. Najvažnija talasna dužina ili spektralni opseg za beskontaktno mjerenje temperature je 0.2 do 2.0 μm. Prirodne zrake u ovom opsegu nazivaju se toplotno zračenje ili infracrvene zrake.
Ispitni instrument za mjerenje temperature infracrvenim zracima koje zrači ispitni objekt naziva se radijacijski termometar, radijacijski termometar ili infracrveni termometar prema njemačkom industrijskom standardu DIN16160. Ove oznake se također odnose na one instrumente koji mjere temperaturu vidljivim obojenim zračenjem koje zrači tijelo, a koji izvode temperaturu iz relativnih spektralnih gustina zračenja.
Prvo, prednosti mjerenja temperature infracrvenim termometrom
Beskontaktno mjerenje temperature primanjem infracrvenih zraka koje zrače objekt koji se mjeri ima mnoge prednosti. Na ovaj način se bez problema mogu mjeriti teško dostupni ili pokretni objekti, kao što su materijali sa lošim svojstvima prijenosa topline ili niskim toplinskim kapacitetom. Vrlo kratko vrijeme odziva infracrvenog termometra omogućava brzu i efikasnu regulaciju petlje. Termometri nemaju habajuće dijelove, tako da nema tekućih troškova kao kod termometara. Posebno za male objekte za mjerenje, kao što je kontaktno mjerenje, doći će do velike greške mjerenja zbog toplinske provodljivosti objekta. Ovdje se termometar može bez problema koristiti i za agresivne kemikalije ili osjetljive površine, kao što su farbane, papirne i plastične šine. Kroz daljinsko mjerenje daljinskog upravljača, može se držati podalje od opasnog područja, tako da operater neće biti u opasnosti.
2. Osnovna struktura infracrvenog termometra
Infracrveni zraci primljeni od mjerenog objekta fokusiraju se na detektor kroz sočivo kroz filter. Detektor generiše strujni ili naponski signal proporcionalan temperaturi kroz integraciju gustine zračenja mernog objekta. U električnim komponentama spojenim nakon toga, temperaturni signal se linearizira, područje emisivnosti se korigira i pretvara u standardni izlazni signal.
U principu, postoje dvije vrste prijenosnih termometara i fiksnih termometara. Stoga, pri odabiru prikladnog infracrvenog termometra za različite mjerne točke, sljedeće karakteristike će biti glavne:
1. Aimer
Kolimator ima ovaj učinak, a mjerni blok ili mjerna točka na koju pokazuje termometar može se vidjeti, a kolimator se često može koristiti za mjerene objekte velike površine. Za male objekte i velike mjerne udaljenosti preporučuju se nišani sa skalama na instrument tabli ili laserskim pokazivačima u obliku sočiva koja propuštaju svjetlost.
2. Objektiv
Sočivo određuje izmjerenu tačku pirometra. Za objekte velike površine obično je dovoljan pirometar sa fiksnom žižnom daljinom. Ali kada je udaljenost mjerenja daleko od tačke fokusa, slika na rubu mjerne točke će biti nejasna. Iz tog razloga je bolje koristiti zum objektiv. Unutar datog opsega zumiranja, termometar može podesiti mjernu udaljenost. Najnoviji termometar ima zamjenjivo sočivo koje se može zumirati. Blisko i udaljeno sočivo mogu se ponovo provjeriti bez kalibracije. zamijeniti.
3. Senzori, odnosno spektralni prijemnici
Temperatura je obrnuto proporcionalna talasnoj dužini. Pri niskim temperaturama objekata prikladni su senzori osjetljivi na dugotalasne spektralne regije (senzori vrućeg filma ili piroelektrični senzori), pri visokim temperaturama će se koristiti senzori osjetljivi na kratke valove sastavljeni od germanija, silicija, indijum-galija itd. Senzori.
Prilikom odabira spektralne osjetljivosti, uzmite u obzir i opsege apsorpcije za vodonik i ugljični dioksid. U određenom opsegu talasnih dužina, tzv. "atmosferski prozor", H2 i CO2 su skoro providni za infracrvene zrake, tako da svetlosna osetljivost termometra mora biti u tom opsegu kako bi se isključio uticaj promene atmosferske koncentracije, prilikom merenja. tankim filmovima ili staklima, također se mora uzeti u obzir da se ovi materijali ne prodiru lako unutar određene valne dužine. Kako biste izbjegli grešku mjerenja uzrokovanu pozadinskim svjetlom, koristite odgovarajući senzor koji prima samo temperaturu površine. Metali imaju ovo fizičko svojstvo, a emisivnost raste sa smanjenjem talasne dužine. Iz iskustva, da biste izmjerili temperaturu metala, općenito birajte * Kratka mjerna valna dužina.
3. Trend razvoja
Kao iu mnogim oblastima senzorne tehnologije, trend razvoja termometara je i prema malim, izuzetnim oblicima, okrugle školjke sa središnjim navojem su najidealniji oblici za ugradnju na mašine i opremu, a ovaj trend razvoja je Realizacija kroz kontinuiranu minijaturizaciju električnih komponente i visok račun za stvaranje manjih i delikatnijih električnih komponenti kondenziranih u sve manjim i manjim prostorima. U poređenju sa prethodnom analognom tehnologijom, preciznost visine linearizacije detektorskog signala je poboljšana primenom mikrokontrolera, čime se poboljšava i preciznost instrumenta.
Snabdevanje tržišta zahteva brz, jeftin prijem merne vrednosti, koji može direktno da emituje temperaturno proporcionalni, linearni strujni/naponski signal. Obrada mjernih vrijednosti, kao što su funkcije niveliranja, pohranjivanje posebnih vrijednosti ili granični kontakti bit će smješteni u inteligentnom uređaju. ako mašina radi, a može se podesiti i od strane SPS-a u ovom trenutku. Korištenjem tjelesnih kontrola, sučelje sabirnice podataka se sada može realizirati bez ikakvih problema, ali mrežna veza još nije realizovana, a nastavak obrade signala nastavlja da koristi standardni analogni signal iz prošlosti. U sekciji detektora korišćen je novi materijal kao fotoelektrični senzor, što dokazuje poboljšanje osetljivosti, pa čak i poboljšanje rezolucije. Kod senzora s vrućim filmom, novi senzori zahtijevaju samo kraće vrijeme podešavanja, najnovija dostignuća u pirometrima sa kolimatorima, izmjenjiva su sočiva sa zumom, mogu se zamijeniti bez ponovnih provjera kalibracije, koristiti istu osnovu za različite pozicije mjerenja. Instrumenti štede troškove upravljanja skladištem.
Četvrto, glavni kriteriji za odabir termometra
Upotreba termometra je uglavnom određena opsegom mjerenja. Bilo da se radi o mjernom naponu ili početnoj vrijednosti mjernog područja, on bi trebao biti u skladu sa zahtjevima mjernog rada. Što je mjerni napon veći, rezolucija je manja, pa je i tačnost veća. Naročito kada je početna vrijednost temperature mjerenja niska, tačnost će se udvostručiti ako se odabere veliki mjerni napon, pa se preporučuje odabir najmanjeg mogućeg mjernog napona.
Početna vrijednost mjerne površine određuje osjetljivost spektra, kao i tip detektora. Greška merenja je očigledno manja od one kod dugotalasnog senzora u kratkotalasnom senzoru zbog pogrešnog podešavanja emisivnosti, tako da senzor vrućeg filma (8~14μm) na 800 stepeni, greška merenja uzrokovana pogrešno podešavanje emisivnosti će biti pet puta veće nego kod germanijum-fotodiodnog senzora (1,1~1,6μm). Dozvoljeni mjerni opseg germanijumskog fotodiodnog senzora je od oko 250 stepeni C.
