Standard zasady pomiaru i tendencja rozwojowa termometru na podczerwień
Bezkontaktowy pomiar temperatury za pomocą termometru na podczerwień ma wiele zalet, a jego zastosowania sięgają od małych lub trudno dostępnych obiektów po żrące chemikalia i wrażliwe powierzchnie. W niniejszym artykule omówimy tę zaletę, podamy determinację prawidłowego wyboru termometru na podczerwień itp., aby zilustrować zakres zastosowania. Ze względu na ruch atomów i cząsteczek każdy obiekt będzie emitował fale elektromagnetyczne. Najważniejsza długość fali lub zakres widmowy do bezkontaktowego pomiaru temperatury to 0,2 do 2,0 μm. Naturalne promienie w tym zakresie nazywane są promieniowaniem cieplnym lub promieniami podczerwonymi.
Przyrząd testowy do pomiaru temperatury za pomocą promieni podczerwonych emitowanych przez badany obiekt nazywany jest termometrem promieniowania, termometrem promieniowania lub termometrem na podczerwień zgodnie z niemiecką normą przemysłową DIN16160. Oznaczenia te odnoszą się również do tych przyrządów, które mierzą temperaturę za pomocą widzialnego promieniowania barwnego emitowanego przez ciało i które wyprowadzają temperaturę ze względnych widmowych gęstości promieniowania.
Po pierwsze, zalety pomiaru temperatury termometrem na podczerwień
Bezkontaktowy pomiar temperatury poprzez odbiór promieni podczerwonych wypromieniowanych z mierzonego obiektu ma wiele zalet. W ten sposób można bez problemu mierzyć trudno dostępne lub poruszające się obiekty, takie jak materiały o słabych właściwościach przenoszenia ciepła lub małej pojemności cieplnej. Bardzo krótki czas reakcji termometru na podczerwień umożliwia szybką i wydajną regulację pętli. Termometry nie mają części zużywających się, więc nie ma stałych kosztów, jak w przypadku termometrów. Szczególnie w przypadku mierzonych małych obiektów, takich jak pomiar kontaktowy, wystąpi duży błąd pomiaru ze względu na przewodność cieplną obiektu. Tutaj termometr może być używany bez żadnych problemów i do agresywnych chemikaliów lub wrażliwych powierzchni, takich jak malowane, papierowe i plastikowe szyny. Dzięki pomiarowi zdalnego sterowania na duże odległości może trzymać się z dala od niebezpiecznego obszaru, dzięki czemu operator nie będzie w niebezpieczeństwie.
2. Zasada budowy termometru na podczerwień
Promienie podczerwone odbierane z mierzonego obiektu skupiają się na detektorze przez soczewkę przez filtr. Detektor generuje sygnał prądowy lub napięciowy proporcjonalny do temperatury poprzez całkowanie gęstości promieniowania mierzonego obiektu. W podłączonych później elementach elektrycznych sygnał temperatury jest linearyzowany, obszar emisyjności jest korygowany i przetwarzany na standardowy sygnał wyjściowy.
Zasadniczo istnieją dwa rodzaje termometrów przenośnych i termometrów stacjonarnych. Dlatego przy wyborze odpowiedniego termometru na podczerwień do różnych punktów pomiarowych najważniejsze będą następujące cechy:
1. Celownik
Kolimator ma takie działanie, a blok pomiarowy lub punkt pomiarowy wskazany przez termometr jest widoczny, a kolimator często może być używany do mierzonych obiektów o dużej powierzchni. W przypadku małych obiektów i dużych odległości pomiarowych zalecane są celowniki ze skalą tablicową lub laserowymi punktami celowniczymi w postaci soczewek przepuszczających światło.
2. Obiektyw
Soczewka określa mierzony punkt pirometru. W przypadku obiektów o dużej powierzchni zwykle wystarczający jest pirometr o stałej ogniskowej. Ale gdy odległość pomiaru jest daleko od punktu ostrości, obraz na krawędzi punktu pomiaru będzie niewyraźny. Z tego powodu lepiej jest użyć obiektywu zmiennoogniskowego. W zadanym zakresie powiększenia termometr może regulować odległość pomiaru. Najnowszy termometr ma wymienną soczewkę z możliwością zoomu. Soczewkę bliską i soczewkę daleką można ponownie sprawdzić bez kalibracji. zastępować.
3. Czujniki, czyli odbiorniki widmowe
Temperatura jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali. Przy niskich temperaturach obiektu odpowiednie są czujniki czułe na długofalowe obszary widmowe (czujniki z gorącą warstwą lub czujniki piroelektryczne), w wysokich temperaturach będą stosowane czujniki czułe na fale krótkie złożone z germanu, krzemu, indu-galu itp. Fotoelektryczny Czujniki.
Wybierając czułość widmową, należy również wziąć pod uwagę pasma absorpcji wodoru i dwutlenku węgla. W pewnym zakresie długości fal, tak zwane „okno atmosferyczne”, H2 i CO2 są prawie przezroczyste dla promieni podczerwonych, dlatego czułość termometru na światło musi mieścić się w tym zakresie, aby wykluczyć wpływ zmian stężenia atmosferycznego podczas pomiaru cienkich warstw lub szkieł, należy również wziąć pod uwagę, że materiały te nie są łatwo penetrowane przy określonej długości fali. Aby uniknąć błędu pomiaru spowodowanego światłem tła, użyj odpowiedniego czujnika, który odbiera tylko temperaturę powierzchni. Metale mają tę właściwość fizyczną, a emisyjność wzrasta wraz ze spadkiem długości fali. Z doświadczenia, aby zmierzyć temperaturę metali, na ogół wybieraj * krótką długość fali pomiarowej.
3. Trend rozwojowy
Podobnie jak w wielu dziedzinach technologii czujników, trend rozwojowy termometrów zmierza również w kierunku małych, wykwintnych kształtów, okrągłe obudowy z centralnymi gwintami są najbardziej idealnymi kształtami do montażu na maszynach i urządzeniach, a ten trend rozwojowy jest Realizowany poprzez ciągłą miniaturyzację urządzeń elektrycznych komponenty i wysoki kamień nazębny, aby tworzyć mniejsze i delikatniejsze komponenty elektryczne skondensowane w coraz mniejszych przestrzeniach. W porównaniu z poprzednią technologią analogową, precyzja wysokości linearyzacji sygnału detektora została poprawiona dzięki zastosowaniu mikrokontrolerów, poprawiając w ten sposób również dokładność instrumentu.
Zaopatrzenie rynku wymaga szybkiego, niedrogiego odbioru wartości pomiarowych, który może bezpośrednio wyprowadzać proporcjonalny do temperatury, liniowy sygnał prądowy/napięciowy. Przetwarzanie wartości pomiarowych, takie jak funkcje poziomowania, przechowywanie wartości specjalnych lub styki graniczne zostaną umieszczone w inteligentnym Na wyświetlaczu, regulatorze lub SPS (sterownik programowy), regulacja emisyjności za pomocą kabla zewnętrznego może być regulowana poza strefą niebezpieczną, nawet jeśli maszyna pracuje, i może być w tym czasie regulowana 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 sygnału nadal wykorzystuje standardowy sygnał analogowy z przeszłości. W sekcji detektora zastosowano nowy materiał jako czujnik fotoelektryczny, co świadczy o poprawie czułości, a nawet poprawie rozdzielczości. W czujnikach z gorącą folią nowe czujniki wymagają tylko krótszych czasów regulacji, najnowsze osiągnięcia w pirometrach z kolimatorami, są wymiennymi obiektywami z zoomem, można je wymieniać bez ponownej kontroli kalibracji, wykorzystują tę samą podstawę dla różnych pozycji pomiarowych Przyrządy oszczędzają koszty zarządzania magazynem.
Po czwarte, główne kryteria wyboru termometru
O zastosowaniu termometru decyduje przede wszystkim zakres pomiarowy. Niezależnie od tego, czy jest to napięcie pomiarowe, czy wartość początkowa obszaru pomiarowego, powinna być zgodna z wymaganiami pracy pomiarowej. Im większe napięcie pomiarowe, tym mniejsza rozdzielczość, więc dokładność jest większa. Szczególnie, gdy początkowa wartość temperatury pomiaru jest niska, dokładność zostanie podwojona w przypadku wybrania dużego napięcia pomiarowego, dlatego zaleca się wybór najmniejszego możliwego napięcia pomiarowego.
Początkowa wartość obszaru pomiarowego określa czułość widma, a także typ detektora. Błąd pomiaru jest oczywiście mniejszy niż błąd czujnika długofalowego w czujniku krótkofalowym ze względu na niewłaściwą regulację emisyjności, więc czujnik gorącej folii (8 ~ 14μm) przy 800 stopniach, błąd pomiaru spowodowany przez błędna regulacja emisyjności będzie pięciokrotnie większa niż w przypadku czujnika germanowo-fotodiodowego (1,1~1,6μm). Dopuszczalny zakres pomiarowy czujnika fotodiody germanowej wynosi od około 250 stopni C.
