Standardy zasad pomiaru i kierunki rozwoju termometrów na podczerwień
Stosowanie termometru na podczerwień do bezdotykowego pomiaru temperatury ma wiele zalet, a jego zastosowania obejmują zarówno małe lub trudno dostępne obiekty, jak i żrące chemikalia i wrażliwe powierzchnie. W tym artykule omówimy tę zaletę, podamy decydującość w wyborze odpowiedniego termometru na podczerwień i wyjaśnimy zakres jego zastosowania. W wyniku ruchu atomów i cząsteczek każdy obiekt emituje fale elektromagnetyczne. Najważniejsza długość fali lub zakres widmowy dla bezdotykowego pomiaru temperatury to 0,2 do 2,0 μm. Naturalne promienie w tym zakresie nazywane są promieniowaniem cieplnym lub promieniami podczerwonymi.
Przyrządy testowe mierzące temperaturę promieni podczerwonych emitowanych przez mierzony obiekt nazywane są termometrami radiacyjnymi, termometrami radiacyjnymi lub termometrami na podczerwień zgodnie z niemiecką normą przemysłową DIN16160. Nazwy te odnoszą się również do tych przyrządów, które mierzą temperaturę za pomocą widzialnych kolorowych promieni emitowanych przez mierzony obiekt i które wyznaczają temperaturę na podstawie gęstości promieniowania widma względnego.
1. Zalety pomiaru temperatury termometrem 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.
2. Trend rozwojowy
Podobnie jak w przypadku wielu dziedzin technologii czujnikowej, trend rozwojowy termometrów również zmierza w kierunku małych, wyrafinowanych kształtów. Okrągła obudowa z gwintem centralnym to najbardziej idealny kształt do montażu w maszynach i urządzeniach. Ten trend rozwojowy osiąga się poprzez ciągłą miniaturyzację komponentów elektrycznych i wysoki stopień rachunku różniczkowego, co powoduje, że mniejsze i bardziej wyrafinowane komponenty elektryczne są skoncentrowane w coraz mniejszych przestrzeniach. W porównaniu z poprzednią technologią analogową, zastosowanie mikrokontrolerów poprawia precyzję wysokości linearyzacji sygnału detektora, poprawiając w ten sposób również dokładność instrumentu.
Podaż rynkowa wymaga szybkiego i taniego odbioru wartości pomiarowych, który może bezpośrednio wyprowadzić proporcjonalny do temperatury, liniowy sygnał prądowo-napięciowy. Przetwarzanie wartości pomiaru, takie jak funkcja spłaszczania, przechowywanie wartości specjalnych lub kontakt graniczny, zostanie umieszczone w inteligentnym wyświetlaczu, regulatorze lub SPS (sterowniku programu), emisyjność można regulować za pomocą zewnętrznego kabla. Można to skorygować poza strefą niebezpieczną, nawet jeśli maszyna pracuje. W tej chwili może to również zostać dostosowane przez SPS. Dzięki zastosowaniu elementów sterujących nadwozia interfejs magistrali danych można teraz zrealizować bez żadnych problemów, ale połączenie sieciowe nie zostało jeszcze zrealizowane, a dalsze przetwarzanie sygnałów nadal wykorzystuje standardowe sygnały analogowe z przeszłości. W części detektorowej zastosowano nowe materiały jako czujniki fotoelektryczne, co potwierdziło poprawę czułości, a nawet rozdzielczości. Wśród czujników z gorącą warstwą nowe czujniki wymagają jedynie krótszych czasów regulacji. Najnowszym osiągnięciem termometrów z celownikami jest wymienna soczewka z zoomem, którą można wymienić bez konieczności ponownej kalibracji, stosując tę samą podstawę dla różnych pozycji pomiarowych. Instrumenty oszczędzające koszty zarządzania magazynem.
