Infravörös hőmérő mérési elve
Az infravörös hőmérővel történő érintkezés nélküli hőmérsékletmérésnek számos előnye van, és alkalmazásai a kicsi vagy nehezen elérhető tárgyaktól a korrozív vegyszerekig és az érzékeny felületekig terjednek. Ez a cikk megvitatja ezt az előnyt, megadja az infravörös hőmérő helyes megválasztásának döntő jelentőségét stb., hogy szemléltesse az alkalmazási kört. Minden tárgy elektromágneses hullámokat sugároz az atomok és molekulák mozgása miatt, és az érintés nélküli hőmérsékletmérés legfontosabb hullámhossza vagy spektrális tartománya 0,2-2.0 μm. Az ebben a tartományban lévő természetes sugarakat hősugárzásnak vagy infravörös sugárzásnak nevezik.
A vizsgált tárgy által kisugárzott infravörös sugarakkal történő hőmérsékletmérésre szolgáló vizsgálóműszert sugárzási hőmérőnek, sugárzási hőmérőnek vagy infravörös hőmérőnek nevezik a DIN16160 német ipari szabvány szerint. Ezek az elnevezések azokra a műszerekre is vonatkoznak, amelyek a test által kisugárzott látható színes sugárzással mérik a hőmérsékletet, és amelyek a hőmérsékletet a relatív spektrális sugárzási sűrűségből származtatják.
Először is, az infravörös hőmérő hőmérsékletmérés előnyei
Az érintésmentes hőmérsékletmérés a mérendő tárgyból kisugárzott infravörös sugarak fogadásával számos előnnyel jár. Ily módon a nehezen elérhető vagy mozgó tárgyak is gond nélkül mérhetők, például rossz hőátadó tulajdonságú vagy alacsony hőkapacitású anyagok. Az infrahőmérő nagyon rövid válaszideje lehetővé teszi a hurok gyors és hatékony szabályozását. A hőmérőknek nincsenek kopó alkatrészei, így nincsenek folyamatos költségek, mint a hőmérők esetében. Főleg kisméretű, mérendő tárgyaknál, például érintkezési mérésnél, nagy mérési hiba lép fel az objektum hővezető képessége miatt. Itt a hőmérő probléma nélkül használható agresszív vegyszerekre vagy érzékeny felületekre, például festett, papír és műanyag sínekre. A távolsági távirányítós mérés révén távol maradhat a veszélyes területtől, így a kezelő nem kerül veszélybe.
2. Infravörös hőmérő elvi felépítése
A mért tárgytól kapott infravörös sugarak a lencsén keresztül a szűrőn keresztül a detektorra fókuszálnak. A detektor a hőmérséklettel arányos áram- vagy feszültségjelet állít elő a mért tárgy sugárzási sűrűségének integrálásával. Az ezután csatlakoztatott elektromos alkatrészekben a hőmérsékleti jelet linearizálják, az emissziós területet korrigálják, és szabványos kimeneti jellé alakítják át.
Elvileg kétféle hordozható és rögzített hőmérő létezik. Ezért a különböző mérési pontokhoz megfelelő infravörös hőmérő kiválasztásakor a következő jellemzők lesznek a fő jellemzők:
1. Irányzó
A kollimátor ezt a hatást fejti ki, és a hőmérő által mutatott mérőblokk vagy mérőpont látható, és a kollimátor gyakran használható nagy felületű mért tárgyaknál. Kisebb tárgyak és nagy mérési távolságok esetén a műszerfali mérleggel vagy lézeres mutatópontokkal, fényáteresztő lencsékkel ellátott irányzékok ajánlottak.
2. Lencse
A lencse határozza meg a pirométer mért pontját. Nagy felületű objektumokhoz általában elegendő egy rögzített gyújtótávolságú pirométer. De ha a mérési távolság messze van a fókuszponttól, a kép a mérési pont szélén homályos lesz. Emiatt jobb zoom objektívet használni. Az adott zoom tartományon belül a hőmérő be tudja állítani a mérési távolságot. A legújabb hőmérő zoomolható cserélhető lencsével rendelkezik. A közeli és a távoli lencse újraellenőrizhető kalibrálás nélkül. cserélje ki.
3. Érzékelők, azaz spektrális vevők
A hőmérséklet fordítottan arányos a hullámhosszal. Alacsony tárgyhőmérsékleten a hosszúhullámú spektrumtartományra érzékeny érzékelők (forrófilm-érzékelők vagy piroelektromos érzékelők), magas hőmérsékleten pedig a germániumból, szilíciumból, indium-galliumból stb. használt. Fotoelektromos érzékelők.
A spektrális érzékenység kiválasztásakor vegye figyelembe a hidrogén és a szén-dioxid abszorpciós sávját is. Egy bizonyos hullámhossz-tartományban az úgynevezett "atmoszférikus ablak", a H2 és a CO2 szinte átlátszó az infravörös sugaraknak, ezért a hőmérő fényérzékenységének ezen a tartományon belül kell lennie, hogy a mérés során kizárható legyen a légköri koncentráció változásának hatása. vékony fóliák vagy üvegek esetében azt is figyelembe kell venni, hogy ezek az anyagok bizonyos hullámhosszon belül nehezen hatolnak be. A háttérfény okozta mérési hiba elkerülése érdekében használjon megfelelő érzékelőt, amely csak a felületi hőmérsékletet veszi. A fémek rendelkeznek ezzel a fizikai tulajdonsággal, és az emissziós tényező a hullámhossz csökkenésével nő. A tapasztalatok alapján a fémek hőmérsékletének mérésére általában a * Rövid mérési hullámhosszt kell választani.
3. Fejlődési trend
Mint sok érzékelési technológiai területen, a hőmérők fejlesztési trendje is a kicsi, kifinomult formák felé irányul, a középső menettel ellátott kerek héjak a legideálisabb formák a gépekre és berendezésekre történő felszereléshez, és ez a fejlődési irány az elektromos berendezések folyamatos miniatürizálásán keresztül valósul meg. komponensek, és nagy kalkulus, hogy kisebb és kényesebb elektromos alkatrészeket sűrítsünk egyre kisebb terekben. A korábbi analóg technológiához képest a detektorjel linearizálási magasságának pontossága a mikrovezérlők alkalmazásával javul, így a műszer pontossága is javul.
A piaci kínálat gyors, olcsó mérési érték vételt igényel, amely közvetlenül képes a hőmérséklet-arányos, lineáris áram/feszültség jelet kiadni. A mérési értékek feldolgozása, például szintezési funkciók, speciális értéktárolás vagy határérintkezők kerülnek az intelligensbe A kijelzőn, a szabályozón vagy az SPS-en (programvezérlőn) az emissziós tényező beállítása a kábel külső csatlakozásán kívül lehet a veszélyzónán , ha jár is a gép, azt is lehet korrigálni, illetve az SPS is beállíthatja ilyenkor. A testvezérlők használatával az adatbusz-interfész ma már problémamentesen megvalósítható, de a hálózati kapcsolat még nem valósult meg, a jel további feldolgozása továbbra is a korábbi szabvány analóg jelek felhasználásával történik. A detektor szekcióban fotoelektromos szenzorként új anyagot használnak, ami az érzékenység, sőt a felbontás javulását bizonyítja. A forrófilmes érzékelőkben az új szenzorok csak rövidebb beállítási időt igényelnek, a legújabb fejlesztések a kollimátoros pirométerekben, cserélhető lencsék zoommal, kalibrálási újraellenőrzés nélkül cserélhetők, ugyanazt az alapot használják a különböző mérési pozíciókhoz A műszerek raktárgazdálkodási költségeket takarítanak meg.
Negyedszer, a hőmérő kiválasztásának fő kritériumai
A hőmérő használatát elsősorban a mérési tartomány határozza meg. Legyen szó a mérési feszültségről vagy a mérési terület kezdeti értékéről, ennek összhangban kell lennie a mérési munka követelményeivel. Minél nagyobb a mérési feszültség, annál kisebb a felbontás, így nagyobb a pontosság. Különösen alacsony mérési hőmérséklet kezdeti értéke esetén a pontosság megduplázódik, ha nagy mérési feszültséget választunk, ezért ajánlatos a lehető legkisebb mérési feszültséget választani.
