Πρότυπα Αρχής Μέτρησης και Παραδείγματα Εφαρμογών Υπέρυθρων Θερμομέτρων
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα στη χρήση ενός υπέρυθρου θερμομέτρου για μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή, που κυμαίνονται από μικρά ή δυσπρόσιτα αντικείμενα έως διαβρωτικά χημικά και ευαίσθητα υλικά επιφάνειας. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει αυτό το πλεονέκτημα και θα εξηγήσει το πεδίο εφαρμογής για τον προσδιορισμό της σωστής επιλογής του υπέρυθρου θερμομέτρου. Λόγω της κίνησης των ατόμων και των μορίων, κάθε αντικείμενο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα και το πιο σημαντικό μήκος κύματος ή φασματική περιοχή για τη μέτρηση της θερμοκρασίας χωρίς επαφή είναι μεταξύ 0.2 και 2.0 μ M. Οι φυσικές ακτίνες εντός αυτού του εύρους αναφέρονται ως θερμική ακτινοβολία ή υπέρυθρη ακτινοβολία.
Το όργανο δοκιμής για τη μέτρηση της θερμοκρασίας με την υπέρυθρη ακτινοβολία του μετρούμενου αντικειμένου ονομάζεται θερμόμετρο ακτινοβολίας, θερμόμετρο ακτινοβολίας ή θερμόμετρο υπερύθρων σύμφωνα με το γερμανικό βιομηχανικό πρότυπο DIN16160. Αυτά τα ονόματα ισχύουν επίσης για όργανα που μετρούν τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας ορατές έγχρωμες ακτίνες που εκπέμπονται από το μετρούμενο αντικείμενο, καθώς και για όργανα που εξάγουν τη θερμοκρασία από τη σχετική φασματική πυκνότητα ακτινοβολίας.
Πλεονεκτήματα μέτρησης θερμοκρασίας με υπέρυθρα θερμόμετρα
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα στη μέτρηση της θερμοκρασίας χωρίς επαφή με τη λήψη υπέρυθρης ακτινοβολίας από το μετρούμενο αντικείμενο. Με αυτόν τον τρόπο, οι μετρήσεις θερμοκρασίας μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς προβλήματα για αντικείμενα που είναι δύσκολο να προσεγγιστούν ή να μετακινηθούν, όπως υλικά με κακή απόδοση μεταφοράς θερμότητας ή πολύ μικρή θερμοχωρητικότητα. Ο σύντομος χρόνος απόκρισης του υπέρυθρου θερμομέτρου μπορεί γρήγορα να επιτύχει αποτελεσματική ρύθμιση του κυκλώματος. Το θερμόμετρο δεν έχει εξαρτήματα που μπορεί να φθαρούν, επομένως δεν υπάρχει συνεχές κόστος όπως η χρήση ενός θερμομέτρου. Ειδικά σε πολύ μικρά μετρούμενα αντικείμενα, όπως η χρήση μέτρησης επαφής, η θερμική αγωγιμότητα του αντικειμένου θα οδηγήσει σε σημαντικά σφάλματα μέτρησης. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα θερμόμετρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν εδώ, καθώς και για διαβρωτικά χημικά ή ευαίσθητες επιφάνειες, όπως σε χρώμα, χαρτί και πλαστικές ράγες. Με τη μέτρηση με τηλεχειρισμό, είναι δυνατό να μείνετε μακριά από επικίνδυνες περιοχές, καθιστώντας τους χειριστές μη επικίνδυνους.
Αρχή και Κατασκευή Υπέρυθρου Θερμομέτρου
Εστιάστε το υπέρυθρο που λαμβάνεται από το μετρούμενο αντικείμενο στον ανιχνευτή μέσω ενός φακού και ενός φίλτρου. Ο ανιχνευτής παράγει ένα σήμα ρεύματος ή τάσης ανάλογο της θερμοκρασίας ενσωματώνοντας την πυκνότητα ακτινοβολίας του μετρούμενου αντικειμένου. Στα συνδεδεμένα ηλεκτρικά εξαρτήματα, το σήμα θερμοκρασίας γραμμικοποιείται, η περιοχή εκπομπής διορθώνεται και μετατρέπεται σε τυπικό σήμα εξόδου.
Κατ 'αρχήν, υπάρχουν δύο τύποι ανιχνευτών θερμοκρασίας: φορητοί ανιχνευτές θερμοκρασίας και ανιχνευτές σταθερής θερμοκρασίας. Επομένως, όταν επιλέγετε έναν κατάλληλο ανιχνευτή υπέρυθρης θερμοκρασίας για διαφορετικά σημεία μέτρησης, τα ακόλουθα χαρακτηριστικά θα είναι τα κύρια:
1. Collimator
Ο ρυθμιστής έχει αυτή τη λειτουργία και μπορεί να φανεί το μπλοκ μέτρησης ή το σημείο που αναφέρεται από το θερμόμετρο. Οι μεγάλες περιοχές του μετρούμενου αντικειμένου μπορεί συχνά να είναι χωρίς τον ρυθμιστή. Κατά τη μέτρηση μικρών αντικειμένων και μακρινών αποστάσεων, συνιστάται η χρήση ενός σκοπευτικού με τη μορφή διαφανούς καθρέφτη με κλίμακα ταμπλό ή σημείο κατάδειξης λέιζερ.
2. Φακός
Ο φακός καθορίζει το σημείο μέτρησης του θερμομέτρου. Για μεγάλα αντικείμενα, ένα θερμόμετρο με σταθερή εστιακή απόσταση είναι γενικά αρκετό. Αλλά όταν η απόσταση μέτρησης είναι μακριά από το εστιακό σημείο, η εικόνα της άκρης του σημείου μέτρησης θα είναι ασαφής. Για το λόγο αυτό, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε φακό ζουμ. Εντός του δεδομένου εύρους ζουμ, το θερμόμετρο μπορεί να προσαρμόσει την απόσταση μέτρησης. Το νέο θερμόμετρο έχει αντικαταστάσιμο φακό με ζουμ και οι κοντινοί και οι μακρινοί φακοί μπορούν να αντικατασταθούν χωρίς βαθμονόμηση και επανέλεγχο.
3. Αισθητήρες, δηλαδή φασματικοί δέκτες
Κατά την επιλογή της φασματικής ευαισθησίας, θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη οι φασματικές ζώνες απορρόφησης υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος μήκους κύματος, γνωστό ως "ατμοσφαιρικό παράθυρο", το H2 και το CO2 σχεδόν διαπερνούν το υπέρυθρο φως. Επομένως, η ευαισθησία του θερμομέτρου στη διακύμανση του φωτός πρέπει να είναι εντός αυτού του εύρους για να αποκλειστεί η επίδραση των αλλαγών της ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης. Κατά τη μέτρηση λεπτών μεμβρανών ή γυαλιού, είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα υλικά που δεν διαπερνούν εύκολα μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος μήκους κύματος. Προκειμένου να αποφευχθούν σφάλματα μέτρησης που προκαλούνται από το φως φόντου, χρησιμοποιούνται κατάλληλοι αισθητήρες που λαμβάνουν μόνο τη θερμοκρασία της επιφάνειας. Τα μέταλλα έχουν αυτό το φυσικό χαρακτηριστικό και η ικανότητα εκπομπής αυξάνεται με τη μείωση του μήκους κύματος. Με βάση την εμπειρία, η μέτρηση της θερμοκρασίας των μετάλλων επιλέγει γενικά ένα μικρότερο μήκος κύματος μέτρησης.
