Infrapuna termomeetri mõõtmispõhimõtte standard
Infrapunatermomeetriga kontaktivaba temperatuuri mõõtmisel on palju eeliseid ning selle rakendused ulatuvad väikestest või raskesti ligipääsetavatest objektidest kuni söövitavate kemikaalide ja tundlike pindadeni. Selles artiklis käsitletakse seda eelist, selgitatakse infrapuna termomeetri õiget valikut jne, et illustreerida rakendusala. Iga objekt kiirgab aatomite ja molekulide liikumise tõttu elektromagnetlaineid ning kontaktivaba temperatuuri mõõtmise kõige olulisem lainepikkus ehk spektrivahemik on 0.2 kuni 2.0 μm. Looduskiiri selles vahemikus nimetatakse soojuskiirguseks või infrapunakiirteks.
Katseobjekti kiirgavate infrapunakiirte abil temperatuuri mõõtmise katseseadet nimetatakse kiirgustermomeetriks, kiirgustermomeetriks või infrapunatermomeetriks vastavalt Saksa tööstusstandardile DIN16160. Need tähised kehtivad ka nende seadmete kohta, mis mõõdavad temperatuuri keha kiirgava nähtava värvilise kiirgusega ja mis tuletavad temperatuuri suhtelisest spektraalsest kiirgustihedusest.
Esiteks infrapuna termomeetri temperatuuri mõõtmise eelised
Kontaktivaba temperatuuri mõõtmisel mõõdetavast objektist kiirguvate infrapunakiirte vastuvõtmisel on palju eeliseid. Nii saab probleemideta mõõta raskesti ligipääsetavaid või liikuvaid objekte, näiteks halbade soojusülekandeomadustega või madala soojusmahtuvusega materjale. Infrapunatermomeetri väga lühike reaktsiooniaeg võimaldab ahelat kiiresti ja tõhusalt reguleerida. Termomeetritel ei ole kuluvaid osi, seega puuduvad jooksvad kulud nagu termomeetrite puhul. Eriti väikeste mõõdetavate objektide puhul, nagu näiteks kontaktmõõtmine, tekib objekti soojusjuhtivuse tõttu suur mõõtmisviga. Siin saab termomeetrit probleemideta kasutada agressiivsete kemikaalide või tundlike pindade jaoks, näiteks värvitud, paberist ja plastikust siinidel. Kaugjuhtimispuldi mõõtmise kaudu saab see ohtlikust piirkonnast eemale hoida, nii et operaator ei satu ohtu.
2. Infrapuna termomeetri põhistruktuur
Mõõdetud objektilt vastuvõetud infrapunakiired fokusseeritakse detektorile läbi läätse läbi filtri. Detektor genereerib mõõdetava objekti kiirgustiheduse integreerimise kaudu temperatuuriga proportsionaalse voolu või pinge signaali. Seejärel ühendatud elektrilistes komponentides temperatuurisignaal lineariseeritakse, emissioonipiirkonda korrigeeritakse ja muudetakse standardseks väljundsignaaliks.
Põhimõtteliselt on kahte tüüpi kaasaskantavaid termomeetreid ja fikseeritud termomeetreid. Seetõttu on erinevate mõõtmispunktide jaoks sobiva infrapuna termomeetri valimisel peamised omadused järgmised:
1. Sihitaja
Kollimaatoril on see efekt ja termomeetriga näidatud mõõteplokk või mõõtepunkt on näha ning kollimaatorit saab sageli kasutada suure pindalaga mõõdetavate objektide jaoks. Väikeste objektide ja pikkade mõõtmiskauguste jaoks on soovitatav kasutada armatuurlaua skaalaga sihikuid või valgust läbilaskvate läätsede kujul olevaid laser-punkte.
2. Objektiiv
Objektiiv määrab püromeetri mõõdetud punkti. Suure pindalaga objektide puhul piisab üldjuhul fikseeritud fookuskaugusega püromeetrist. Kuid kui mõõtmiskaugus on fookuspunktist kaugel, jääb mõõtmispunkti servas olev pilt ebaselgeks. Sel põhjusel on parem kasutada suumobjektiivi. Antud suumivahemikus saab termomeeter reguleerida mõõtmiskaugust. Uusimal termomeetril on suumitav vahetatav objektiiv. Lähedast ja kaugemat objektiivi saab uuesti kontrollida ilma kalibreerimiseta. asendada.
3. Sensorid ehk spektraalvastuvõtjad
Temperatuur on pöördvõrdeline lainepikkusega. Madalatel objektitemperatuuridel sobivad pikalainelise spektripiirkonna suhtes tundlikud andurid (kuumkileandurid või püroelektrilised andurid), kõrgel temperatuuril aga germaaniumist, ränist, indium-galliumist jne koosnevad lühilainetundlikud andurid. kasutatud. Fotoelektrilised andurid.
Spektraalse tundlikkuse valimisel arvestage ka vesiniku ja süsinikdioksiidi neeldumisribadega. Teatud lainepikkuste vahemikus on nn "atmosfääriaken", H2 ja CO2 peaaegu läbipaistvad infrapunakiirtele, seega peab termomeetri valgustundlikkus olema selles vahemikus, et välistada mõõtmisel atmosfääri kontsentratsiooni muutuste mõju. õhukesed kiled või klaasid, tuleb arvestada ka sellega, et need materjalid ei ole teatud lainepikkuse piires kergesti läbitavad. Taustvalgusest tingitud mõõtmisvea vältimiseks kasutage sobivat andurit, mis võtab vastu ainult pinnatemperatuuri. Metallidel on see füüsikaline omadus ja emissioon suureneb koos lainepikkuse vähenemisega. Kogemuste põhjal vali metallide temperatuuri mõõtmiseks üldiselt * Lühike mõõtmise lainepikkus.
3. Arengutrend
Nagu paljudes sensortehnoloogia valdkondades, on ka termomeetrite arengutrend väikeste peente vormide poole, ümmargused keskkeermega kestad on kõige ideaalsemad kujundid masinatele ja seadmetele paigaldamiseks ning see arengusuund on teostus tänu elektriseadmete pidevale miniaturiseerimisele. komponendid ja kõrge kalkulatsioon, et muuta väiksemad ja õrnemad elektrilised komponendid kondenseeruda väiksemates ja väiksemates ruumides. Võrreldes varasema analoogtehnoloogiaga on mikrokontrollerite abil detektori signaali lineariseerimiskõrguse täpsus paranenud, parandades seeläbi ka instrumendi täpsust.
Turu pakkumine nõuab kiiret ja odavat mõõteväärtuste vastuvõtmist, mis võib otse väljastada temperatuuriga proportsionaalse lineaarse voolu/pinge signaali. Mõõtmisväärtuste töötlemine, nagu nivelleerimisfunktsioonid, eriväärtuste salvestamine või piirkontaktid paigutatakse intelligentsesse Ekraanil, regulaatoril või SPS-il (programmikontroller) võib emissiooni reguleerimine kaabli välise ühenduse kaudu olla väljaspool ohuala. , isegi kui masin töötab, saab seda ka parandada ja seda saab praegu reguleerida ka SPS. Kere juhtseadiste kasutamisega saab andmesiini liidese nüüd probleemideta realiseerida, kuid võrguühendust pole veel loodud ja signaali jätkuv töötlemine jätkab mineviku standardse analoogsignaali kasutamist. Detektori sektsioonis on fotoelektrilise sensorina kasutusel uus materjal, mis tõestab tundlikkuse paranemist ja isegi eraldusvõime paranemist. Kuuma kile andurites nõuavad uued andurid vaid lühemat reguleerimisaega, uusimad arendused kollimaatoritega püromeetrites, on vahetatavad suumiga läätsed, vahetatavad ilma kalibreerimise korduskontrollideta, erinevate mõõteasendite puhul kasutatakse sama alust Instrumendid säästavad laohalduskulusid.
Neljandaks, peamised kriteeriumid termomeetri valimisel
Termomeetri kasutamise määrab peamiselt mõõtmisvahemik. Olgu selleks mõõtepinge või mõõteala algväärtus, see peaks olema kooskõlas mõõtmistöö nõuetega. Mida suurem on mõõtepinge, seda väiksem on eraldusvõime, seega on täpsus suurem. Eriti kui mõõtmistemperatuuri algväärtus on madal, siis suure mõõtepinge valimisel kahekordistub täpsus, mistõttu on soovitatav valida võimalikult väike mõõtepinge.
