Υπέρυθρα θερμόμετρα για εργοστασιακές εφαρμογές
Η θερμοκρασία, η πίεση, το ηλεκτρικό ρεύμα, η τάση και άλλες ποσότητες είναι γνωστές βασικές φυσικές παράμετροι. Στον βιομηχανικό τομέα, ασκούν σημαντικές επιπτώσεις στην ποιότητα των προϊόντων και στον πλήρη έλεγχο της διαδικασίας. Μεταξύ αυτών των βασικών φυσικών μεγεθών, η μέτρηση της θερμοκρασίας και η βαθμονόμηση είναι πολύ πιο δύσκολα σε σύγκριση. Αυτό προκύπτει από τις εξαιρετικά πολύπλοκες επιδράσεις της «θερμομόνωσης» και της «μεταφοράς θερμότητας» που είναι εγγενείς στα συστήματα θερμοκρασίας. Ως αποτέλεσμα, τα συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας και βαθμονόμησης τείνουν να είναι ογκώδη, απαιτούν μεγάλες περιόδους σταθεροποίησης και αντιμετωπίζουν εμπόδια στη βελτίωση της ακρίβειας. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα συστήματα πίεσης: όσο αποτρέπεται η διαρροή στους αγωγούς μεταφοράς υπό πίεση, οι εσωτερικές και εξωτερικές πιέσεις παραμένουν απομονωμένες η μία από την άλλη. Η ταχεία μετάδοση πίεσης μπορεί επομένως να επιτευχθεί εύκολα με χρόνους σταθεροποίησης μόνο πολλών χιλιοστών του δευτερολέπτου, ενώ η ακρίβεια μέτρησης μπορεί εύκολα να φτάσει καλύτερα από πολλά μέρη ανά δέκα χιλιάδες.
Όσον αφορά τα συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας, υψηλής σταθερότητας, η τέλεια θερμομόνωση - που σημαίνει πλήρης απόφραξη της μεταφοράς θερμότητας - είναι ανέφικτη στην πράξη. Είναι κοινή πρακτική να χρησιμοποιείται αρκετά μεγάλος όγκος. Μόλις επιτευχθεί η θερμική ισορροπία, η βαθμίδα θερμοκρασίας-πεδίου εντός ενός μικρού υποόγκου κοντά στο εσωτερικό κέντρο μάζας θεωρείται επαρκώς ομοιόμορφη. Αυτό αποτελεί έναν σημαντικό λόγο για το μεγάλο φυσικό μέγεθος των πηγών βαθμονόμησης θερμοκρασίας. Επιπλέον, η μεταφορά θερμότητας μέσα στα συστήματα θερμοκρασίας είναι περίπλοκη, προχωρώντας μέσω θερμικής αγωγιμότητας, μεταφοράς και ακτινοβολίας. Είναι πρακτικά αδύνατο να προκληθεί μια απότομη αλλαγή θερμοκρασίας και να επιτευχθεί άμεση θερμική ισορροπία. Για τις συμβατικές πηγές βαθμονόμησης θερμοκρασίας, η εξασφάλιση ικανοποιητικής ομοιομορφίας θερμοκρασίας-πεδίου απαιτεί επομένως μεγάλες διαστάσεις μαζί με μεγάλους κύκλους θέρμανσης και ψύξης. Κατά συνέπεια, η επιθεώρηση, η συντήρηση και η βαθμονόμηση των βιομηχανικών συστημάτων μέτρησης θερμοκρασίας γίνονται χρονοβόρα, εντατική και δαπανηρή. Η επαναλαμβανόμενη αποσυναρμολόγηση και επανασυναρμολόγηση των ανιχνευτών θερμοκρασίας υποβαθμίζει επίσης την αξιοπιστία του συστήματος.
Η βιομηχανία απαιτεί έναν συμπαγή, ελαφρύ φορητό βαθμονομητή θερμοκρασίας συγκρίσιμο με τους βαθμονομητές πίεσης. Ωστόσο, αυτοί οι μικροσκοπικοί φορητοί βαθμονομητές θερμοκρασίας πρέπει να ξεπερνούν την κακή ομοιομορφία και σταθερότητα θερμοκρασίας-πεδίου που προκαλείται από το μειωμένο μέγεθος. Για την επίτευξη σταθερών επιπέδων θερμοκρασίας εντός σύντομων κύκλων θέρμανσης-ψύξης, είναι υποχρεωτικές οι στενά συντονισμένες λειτουργίες θέρμανσης και ψύξης για τη μείωση των διάρκειων ανόδου και ράμπας προς τα κάτω. Ωστόσο, η θέρμανση και η ψύξη σε ένα μικροσκοπικό λουτρό σταθερής θερμοκρασίας με τη σειρά τους βλάπτουν την ομοιομορφία θερμοκρασίας-πεδίου. Η εξισορρόπηση όλων αυτών των παραγόντων για την παραγωγή εξαιρετικά συμπαγών φορητών βαθμονομητών θερμοκρασίας με αποδεκτή ακρίβεια και γρήγορη άνοδο θερμοκρασίας αποτελεί εδώ και καιρό περιζήτητο στόχο για όργανα επιτόπιας χρήσης στο πλαίσιο της έρευνας και ανάπτυξης της τεχνολογίας μέτρησης θερμοκρασίας.
