Zalety pomiaru temperatury za pomocą termometrów na podczerwień
Bezkontaktowy pomiar temperatury poprzez odbiór promieni podczerwonych emitowanych przez badany obiekt ma wiele zalet. W ten sposób można bez problemu zmierzyć temperaturę obiektów trudno dostępnych lub znajdujących się w ruchu, np. materiałów o słabych właściwościach przewodzenia ciepła lub bardzo małej pojemności cieplnej. Krótki czas reakcji termometru na podczerwień umożliwia szybkie wdrożenie skutecznych pętli regulacyjnych. Termometry nie mają części ulegających zużyciu, więc nie ma żadnych bieżących kosztów związanych z użytkowaniem termometru. Zwłaszcza w przypadku mierzonych bardzo małych obiektów, takich jak pomiar kontaktowy, wystąpi duży błąd pomiaru ze względu na przewodność cieplną obiektu. Termometry można tu bez problemu stosować i są stosowane do substancji chemicznych żrących lub wrażliwych powierzchni, takich jak farba, papier i szyny z tworzyw sztucznych. Dzięki pomiarowi zdalnego sterowania na duże odległości może znajdować się daleko od niebezpiecznego obszaru, dzięki czemu operator nie jest w niebezpieczeństwie.
Zasada budowy termometru na podczerwień
Promienie podczerwone otrzymane od mierzonego obiektu skupiają się na detektorze poprzez soczewkę i filtr. Detektor generuje sygnał prądowy lub napięciowy proporcjonalny do temperatury poprzez całkowanie gęstości promieniowania mierzonego obiektu. W podłączonych elementach elektrycznych sygnał temperatury jest linearyzowany, obszar emisyjności jest korygowany i przekształcany na standardowy sygnał wyjściowy.
Zasadniczo istnieją dwa rodzaje termometrów przenośnych i termometrów stacjonarnych. Dlatego przy wyborze odpowiedniego termometru na podczerwień dla różnych punktów pomiarowych główne będą następujące cechy:
1. Wzrok
Celownik ma taką funkcję. Można zobaczyć blok pomiarowy lub punkt pomiarowy wskazany przez termometr. Podczas pomiaru dużego obszaru często można używać celownika bez celownika. W przypadku małych obiektów i dużych odległości pomiarowych zaleca się celownik w postaci soczewki przepuszczającej światło ze skalą na desce rozdzielczej lub laserowym punktem celowniczym.
2. Obiektyw
Soczewka określa mierzony punkt termometru. W przypadku obiektów o dużej powierzchni zazwyczaj wystarczający jest termometr o stałej ogniskowej. Jednak gdy odległość pomiaru jest duża od punktu ostrości, obraz na krawędzi punktu pomiarowego będzie niewyraźny. Z tego powodu lepiej jest używać obiektywu zmiennoogniskowego. W zadanym zakresie zoomu termometr może regulować odległość pomiaru. Najnowsze termometry posiadają wymienne soczewki z zoomem. Soczewkę bliską i dalszą można wymienić bez konieczności ponownej kontroli kalibracji. .
3. Czujnik, czyli odbiornik widma
Temperatura jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali. Przy niskich temperaturach obiektu odpowiednie są czujniki wrażliwe na obszar widma długofalowego (czujniki gorącej folii lub czujniki piroelektryczne). W wysokich temperaturach stosowane będą czujniki wrażliwe na krótkie fale składające się z germanu, krzemu, indu-galu itp. Czujniki fotoelektryczne.
Przy wyborze czułości widmowej należy wziąć pod uwagę również pasma absorpcji wodoru i dwutlenku węgla. W pewnym zakresie długości fal, tzw. „oknie atmosferycznym”, H2 i CO2 są prawie przezroczyste dla promieni podczerwonych, zatem czułość termometru na zmianę światła musi mieścić się w tym zakresie, aby wyeliminować wpływ zmian stężenia w atmosferze. przy pomiarze folii lub szkła należy również wziąć pod uwagę, że materiały te nie są łatwe do penetracji w określonym zakresie długości fali. Aby uniknąć błędów pomiaru spowodowanych światłem tła, należy zastosować odpowiedni czujnik, który rejestruje tylko temperaturę powierzchni. Metal ma tę właściwość fizyczną, a emisyjność wzrasta wraz ze spadkiem długości fali. Z doświadczenia wynika, że mierząc temperaturę metalu, zazwyczaj wybiera się najkrótszą długość fali pomiarowej.
