Infrasarkanās temperatūras mērīšanas tehnoloģijai ir svarīga loma produktu kvalitātes kontrolē un uzraudzībā, iekārtu tiešsaistes kļūmju diagnostikā, drošības aizsardzībā un enerģijas taupīšanā. Pēdējo divu desmitgažu laikā bezkontakta infrasarkano staru termometri ir strauji attīstījušies tehnoloģijā, to veiktspēja ir nepārtraukti uzlabota, to pielietojuma joma ir nepārtraukti paplašināta, un to tirgus daļa katru gadu ir palielinājusies. Salīdzinot ar kontakta temperatūras mērīšanas metodi, infrasarkanās temperatūras mērīšanai ir ātrs reakcijas laiks, bezkontakta, droša lietošana un ilgs kalpošanas laiks.
Uzņēmuma Baytek (Lei Tai) bezkontakta infrasarkanā starojuma temperatūras mērīšanas produkti ietver pārnēsājamus, tiešsaistes un skenēšanas trīs sērijas, un tiem ir dažādi papildu piederumi un atbilstoša datoru programmatūra, katrai sērijai ir dažādi modeļi un specifikācijas. Starp dažādu veidu termometriem ar dažādām specifikācijām lietotājiem ir ļoti svarīgi izvēlēties pareizo infrasarkanā termometra modeli. Šeit ir tikai domāšanas soļi, kā pareizi izvēlēties termometra modeli pircēja uzziņai.
Kā darbojas infrasarkanie termometri
Grupas infrasarkanā termometra darbības principa, tehnisko rādītāju, vides darba apstākļu, darbības un apkopes izpratne ir palīdzēt lietotājiem pareizi izvēlēties un lietot infrasarkano termometru.
Visi objekti, kuru temperatūra ir augstāka par ** nulli, pastāvīgi izstaro infrasarkanā starojuma enerģiju apkārtējā telpā. Objekta infrasarkanā starojuma raksturlielumi - starojuma enerģijas lielums un tās sadalījums pēc viļņa garuma - ir cieši saistīti ar tā virsmas temperatūru. Tāpēc, izmērot paša objekta izstaroto infrasarkano enerģiju, var precīzi noteikt tā virsmas temperatūru, kas ir objektīvais pamats, uz kura balstās infrasarkanā starojuma temperatūras mērīšana.
Melnā ķermeņa starojuma likums:
Melns korpuss ir idealizēts radiators, kas absorbē visus starojuma enerģijas viļņu garumus, tam nav atstarošanas vai enerģijas pārraides, un tā virsmas emisijas koeficients ir 1. Jāpiebilst, ka īsta melnā ķermeņa dabā nav, taču, lai noskaidrotu un iegūtu infrasarkanā starojuma sadalījuma likumu, teorētiskajos pētījumos ir jāizvēlas piemērots modelis, kas ir piedāvātais ķermeņa dobuma starojuma kvantētā oscilatora modelis. Planck, kas noved pie Planka melnā ķermeņa starojuma likuma, tas ir, melnā ķermeņa spektrālais spožums, kas izteikts viļņa garumā, ir visu infrasarkanā starojuma teoriju sākumpunkts, tāpēc to sauc par melnā ķermeņa starojuma likumu.
Objekta izstarojuma ietekme uz radiācijas termometriju:
Dabā esošie objekti gandrīz nekad nav melni ķermeņi. Visu faktisko objektu starojuma daudzums ir atkarīgs ne tikai no starojuma viļņa garuma un objekta temperatūras, bet arī no materiāla veida, kas veido objektu, sagatavošanas metodes, termiskā procesa, virsmas stāvokļa un vides apstākļiem. . Tāpēc, lai melnā ķermeņa starojuma likums attiektos uz visiem praktiskiem objektiem, ir jāievieš proporcionalitātes koeficients, kas saistīts ar materiāla īpašībām un virsmas stāvokli, proti, izstarojuma koeficients. Šis koeficients parāda, cik tuvu faktiskā objekta termiskais starojums ir melna ķermeņa siltuma starojumam, un tā vērtība ir no nulles līdz vērtībai, kas ir mazāka par 1. Saskaņā ar starojuma likumu, ja vien ir zināma materiāla izstarojuma koeficients. , var zināt jebkura objekta infrasarkanā starojuma īpašības.
Galvenie faktori, kas ietekmē emisiju, ir:
Materiāla veids, virsmas raupjums, fizikāli ķīmiskā struktūra un materiāla biezums utt.
Izmantojot infrasarkanā starojuma termometru mērķa temperatūras mērīšanai, vispirms jāmēra mērķa infrasarkanais starojums tā viļņu garuma diapazonā un pēc tam ar termometru jāaprēķina izmērītā mērķa temperatūra. Monohromatiskie termometri ir proporcionāli starojuma daudzumam joslā: divkrāsu termometri ir proporcionāli starojuma attiecībai abās joslās.
Infrasarkanā sistēma:
Infrasarkanais termometrs sastāv no optiskās sistēmas, fotodetektora, signāla pastiprinātāja, signālu apstrādes, displeja izejas un citām daļām. Optiskā sistēma koncentrē mērķa infrasarkanā starojuma enerģiju savā redzes laukā, un redzes lauka lielumu nosaka termometra optiskās daļas un to pozīcijas. Infrasarkanā enerģija tiek fokusēta uz fotodetektoru un pārveidota par atbilstošu elektrisko signālu. Signāls tiek pārveidots par izmērītā mērķa temperatūras vērtību pēc tam, kad tas ir koriģēts ar pastiprinātāju un signālu apstrādes ķēdi, un tiek koriģēts saskaņā ar instrumenta iekšējās terapijas algoritmu un mērķa emisijas spēju.
Infrasarkano termometru izvēli var iedalīt trīs aspektos:
Veiktspējas rādītāji, piemēram, temperatūras diapazons, vietas izmērs, darba viļņa garums, mērījumu precizitāte, reakcijas laiks utt.; vide un darba apstākļi, piemēram, apkārtējā temperatūra, logs, displejs un izvade, aizsardzības piederumi utt.; Citas iespējas, piemēram, lietošanas vienkāršība, apkope un kalibrēšanas veiktspēja un cena utt., arī zināmā mērā ietekmē termometra izvēli. Pateicoties tehnoloģijām un nepārtrauktai attīstībai, labākie infrasarkano termometru dizaini un jauni sasniegumi nodrošina lietotājiem dažādus funkcionālus un daudzfunkcionālus instrumentus, paplašinot izvēli.
Nosakiet temperatūras diapazonu:
Temperatūras mērīšanas diapazons ir vissvarīgākais termometra darbības rādītājs. Piemēram, Raytek produkti aptver diapazonu no -50 grādiem līdz plus 3000 grādiem, taču to nevar izdarīt ar viena veida infrasarkano termometru. Katram termometra modelim ir savs īpašs temperatūras diapazons. Tāpēc lietotāja izmērītais temperatūras diapazons ir jāuzskata par precīzu un visaptverošu, ne pārāk šauru, ne pārāk plašu. Saskaņā ar melnā ķermeņa starojuma likumu temperatūras izraisītās starojuma enerģijas izmaiņas spektra īsajā viļņu joslā pārsniegs starojuma enerģijas izmaiņas, ko izraisa emisijas kļūda.
Nosakiet mērķa lielumu:
Pēc principa infrasarkanos termometrus var iedalīt monohromatiskajos termometros un divu krāsu termometros (radiācijas kolorimetriskajos termometros). Monohromatiskajam termometram temperatūras mērīšanas laikā mērāmā mērķa laukumam ir jāaizpilda termometra redzamības lauks. Ieteicams, lai izmērītā mērķa izmērs pārsniegtu 50 procentus no redzes lauka. Ja mērķa izmērs ir mazāks par redzes lauku, fona starojuma enerģija nonāks termometra audiovizuālajā atzarā, lai traucētu temperatūras mērījumu rādījumu, kā rezultātā rodas kļūdas. Un otrādi, ja mērķis ir lielāks par termometra redzamības lauku, termometru neietekmēs fons ārpus mērīšanas zonas.
Raytek divu krāsu termometram temperatūru nosaka starojuma enerģijas attiecība divās neatkarīgās viļņu garuma joslās. Tāpēc, ja izmērītais mērķis ir mazs un nav pilns ar vietu, un dūmi, putekļi un šķēršļi mērīšanas ceļā vājinās starojuma enerģiju, tas neietekmēs mērījumu rezultātus. Pat tad, ja enerģija ir samazināta par 95 procentiem, nepieciešamā temperatūras mērījumu precizitāte joprojām var tikt garantēta. Mazajam mērķim, kas atrodas kustībā vai vibrē, dažkārt kustas redzes laukā vai var daļēji izkustēties no redzes lauka, šādos apstākļos vislabākā izvēle ir divu krāsu termometra izmantošana. Ja nav iespējams tieši mērķēt starp termometru un mērķi, mērīšanas kanāls ir izliekts, šaurs, aizsprostots utt., divu krāsu optiskās šķiedras termometrs ir labākā izvēle. Tas ir saistīts ar tā mazo diametru un elastību, lai pārraidītu optiskā starojuma enerģiju pa izliektiem, bloķētiem un salocītiem kanāliem, tādējādi ļaujot izmērīt mērķus, kuriem ir grūti piekļūt, skarbos apstākļos vai tuvu elektromagnētiskajiem laukiem.
Optiskās izšķirtspējas noteikšana (attālums un jutība)
Optisko izšķirtspēju nosaka attiecība D pret S, kas ir attiecība starp attālumu D starp termometru līdz mērķim un mērījuma vietas diametru S. Ja termometrs jāuzstāda tālu no mērķa vides apstākļu dēļ. apstākļos un ir jāmēra mazi mērķi, jāizvēlas termometrs ar augstu optisko izšķirtspēju. Jo augstāka ir optiskā izšķirtspēja, jo augstāka ir D:S attiecība, jo augstākas ir termometra izmaksas.
Nosakiet viļņa garuma diapazonu:
Mērķa materiāla emisijas spēja un virsmas īpašības nosaka termometra spektrālo reakciju vai viļņa garumu. Augstas atstarošanas sakausējuma materiāliem ir zema vai mainīga emisijas spēja. Augstas temperatūras reģionā labākais viļņa garums metālu materiālu mērīšanai ir tuvu infrasarkanais starojums, un var izvēlēties viļņa garumu 0.18-1.0μm. Citas temperatūras zonas var izvēlēties viļņu garumu 1,6 μm, 2,2 μm un 3,9 μm. Tā kā daži materiāli ir caurspīdīgi noteiktos viļņu garumos, infrasarkanā enerģija iekļūs šajos materiālos, tāpēc šim materiālam jāizvēlas īpaši viļņu garumi. Piemēram, stikla iekšējās temperatūras mērīšanai tiek izvēlēts viļņa garums 10 μm, 2,2 μm un 3,9 μm (pārbaudāmajam stiklam jābūt ļoti biezam, pretējā gadījumā tas izies cauri); stikla iekšējās temperatūras mērīšanai izvēlēts viļņa garums 5.0 μm; viļņa garums 8-14 μm ir piemērots zemai mērījumu zonai; Polietilēna plastmasas plēves mērīšanai tiek izvēlēts viļņa garums 3,43 μm, bet poliesteram - 4,3 μm vai 7,9 μm. Ja biezums pārsniedz 0,4 mm, tiek izvēlēts viļņa garums 8-14μm; piemēram, šaurjoslas 4.{29}}.3 μm viļņa garums tiek izmantots, lai mērītu C02 liesmā, šaurjoslas 4,64 μm viļņa garums tiek izmantots C0 mērīšanai liesmā, un 4,47 μm viļņa garums tiek izmantots, lai izmērīt N02 liesmā.
Nosakiet reakcijas laiku:
Reakcijas laiks atspoguļo infrasarkanā termometra reakcijas ātrumu uz izmērītās temperatūras izmaiņām, kas tiek definēts kā laiks, kas nepieciešams, lai sasniegtu 95 procentus no maksimālā rādījuma enerģijas. Tas ir saistīts ar fotodetektora, signāla apstrādes ķēdes un displeja sistēmas laika konstanti. Bytek jaunā infrasarkanā termometra reakcijas laiks var sasniegt 1 ms. Tas ir daudz ātrāk nekā kontakta temperatūras mērīšanas metode. Ja mērķa kustības ātrums ir ļoti ātrs vai mērot ātrās sildīšanas mērķi, jāizvēlas ātras reakcijas infrasarkanais termometrs, pretējā gadījumā netiks sasniegta pietiekama signāla reakcija, kas samazinās mērījumu precizitāti. Tomēr ne visiem lietojumiem ir nepieciešami ātras reakcijas infrasarkanie termometri. Stacionāriem vai mērķa termiskajiem procesiem ar termisko inerci termometra reakcijas laiku var samazināt. Tāpēc infrasarkanā termometra reakcijas laika izvēle ir jāpielāgo izmērītā mērķa situācijai.
Signāla apstrādes funkcija:
Atsevišķu procesu (piemēram, detaļu ražošanas) mērīšana atšķiras no nepārtrauktiem procesiem, tādēļ infrasarkanajiem termometriem ir jābūt signāla apstrādes funkcijām (piemēram, maksimuma noturēšana, ielejas noturēšana, vidējā vērtība). Piemēram, mērot stiklu uz konveijera lentes, ir jāizmanto pīķa noturēšana, un tā temperatūras izejas signāls tiek pārsūtīts uz kontrolieri.
Vides apstākļi, kas jāņem vērā:
Termometra vides apstākļiem ir liela ietekme uz mērījumu rezultātiem, kas ir jāņem vērā un pareizi jāatrisina, pretējā gadījumā tas ietekmēs temperatūras mērījumu precizitāti un pat radīs termometra bojājumus. Ja apkārtējā temperatūra ir pārāk augsta un ir putekļi, dūmi un tvaiki, var izmantot ražotāja nodrošinātos piederumus, piemēram, aizsargjakas, ūdens dzesēšanu, gaisa dzesēšanas sistēmas un gaisa attīrītājus. Šie piederumi var efektīvi atrisināt ietekmi uz vidi un aizsargāt termometru precīzai temperatūras mērīšanai. Identificējot piederumus, pēc iespējas vairāk jāpieprasa standartizēti pakalpojumi, lai samazinātu uzstādīšanas izmaksas. Ja dūmi, putekļi vai citas daļiņas pasliktina izmērīto enerģijas signālu, labākā izvēle ir divu krāsu termometrs. Trokšņos, elektromagnētiskajos laukos, vibrācijās vai nepieejamos vides apstākļos vai citos skarbos apstākļos optiskās šķiedras divu krāsu termometri ir labākā izvēle.
Slēgtos vai bīstamos materiālos (piemēram, konteineros vai vakuuma kastēs) termometrs skatās caur logu. Materiālam jābūt pietiekami izturīgam un jāiztur izmantotā termometra darba viļņa garuma diapazons. Jānoskaidro arī, vai operatoram ir jāvēro arī pa logu, tāpēc izvēlieties atbilstošu uzstādīšanas vietu un loga materiālu, lai izvairītos no savstarpējas ietekmes. Zemas temperatūras mērīšanas lietojumos Ge vai Si materiālus parasti izmanto kā logus, kas ir necaurredzami redzamai gaismai, un cilvēka acs nevar novērot mērķi caur logu. Ja operatoram jāiziet cauri loga mērķim, jāizmanto optiskais materiāls, kas pārraida gan infrasarkano starojumu, gan redzamo gaismu. Piemēram, kā logu materiāls ir jāizmanto optiskais materiāls, kas pārraida gan infrasarkano starojumu, gan redzamo gaismu, piemēram, ZnSe vai BaF2.
Vienkārša darbība un ērta lietošana:
Infrasarkanajiem termometriem jābūt intuitīviem, vienkārši lietojamiem un viegli lietojamiem operatoriem. Starp tiem pārnēsājamais infrasarkanais termometrs ir mazs, viegls un pārnēsājams temperatūras mērīšanas instruments, kas integrē temperatūras mērīšanu un displeja izvadi. Displeja panelis var parādīt temperatūru un izvadīt dažādu temperatūras informāciju, un dažus var darbināt ar tālvadības pulti vai datora programmatūras programmu.
Skarbu un sarežģītu vides apstākļu gadījumā var izvēlēties sistēmu ar atsevišķu temperatūras mērīšanas galviņu un displeju, lai to varētu viegli uzstādīt un konfigurēt. Var izvēlēties signāla izvades formu, kas atbilst pašreizējam vadības aprīkojumam.
Infrasarkanā starojuma termometru kalibrēšana:
Infrasarkanie termometri ir jākalibrē, lai pareizi parādītu mērītā mērķa temperatūru. Ja lietotais termometrs ir ārpus lietošanas pielaides, tas ir jānodod atpakaļ ražotājam vai remonta centram atkārtotai kalibrēšanai.
