Az infravörös hőmérséklet-mérési technológia fontos szerepet játszik a termékminőség-ellenőrzésben és -felügyeletben, a berendezések online hibáinak diagnosztizálásában, a biztonságvédelemben és az energiamegtakarításban. Az elmúlt két évtizedben az érintésmentes infravörös hőmérők technológiai fejlődése rohamosan fejlődött, teljesítményük folyamatosan javult, alkalmazási körük folyamatosan bővült, piaci részesedésük évről évre nőtt. Az érintkezési hőmérséklet mérési módszeréhez képest az infravörös hőmérsékletmérés előnye a gyors válaszidő, az érintésmentesség, a biztonságos használat és a hosszú élettartam.
A Baytek (Lei Tai) vállalat érintésmentes infravörös sugárzás hőmérsékletmérő termékei között három sorozat hordozható, online és szkennelés, valamint számos opcionális kiegészítő és megfelelő számítógépes szoftver található, mindegyik sorozatnak különböző modelljei és specifikációi vannak. A különböző típusú, eltérő specifikációjú hőmérők közül nagyon fontos, hogy a felhasználók a megfelelő infravörös hőmérő modellt válasszák. Itt csak a gondolkodási lépéseket ismertetjük, hogyan válasszuk ki helyesen a hőmérő modelljét a vevő referenciaként.
Hogyan működnek az infravörös hőmérők
A csoportos infrahőmérő működési elvének, műszaki mutatóinak, környezeti munkakörülményeinek, működésének és karbantartásának megértése segíti a felhasználókat az infrahőmérő helyes kiválasztásában és használatában.
Minden ** nullánál magasabb hőmérsékletű objektum folyamatosan infravörös sugárzási energiát bocsát ki a környező térbe. Egy tárgy infravörös sugárzási jellemzői – a sugárzási energia nagysága és hullámhosszonkénti eloszlása – szorosan összefüggenek a felületi hőmérsékletével. Ezért a tárgy által kisugárzott infravörös energia mérésével pontosan meghatározható annak felületi hőmérséklete, amely az infravörös sugárzás hőmérséklet mérésének objektív alapja.
A fekete test sugárzásának törvénye:
A fekete test egy idealizált sugárzó, amely a sugárzási energia minden hullámhosszát elnyeli, nincs visszaverődése vagy energiaáteresztése, felületén az emissziós tényezője 1. Kiemelendő, hogy a természetben nem létezik valódi fekete test, de az infravörös sugárzás eloszlási törvényének tisztázásához és megismeréséhez az elméleti kutatás során megfelelő modellt kell kiválasztani, amely a javasolt testüreg-sugárzás kvantált oszcillátor modellje. Planck által, amely elvezet a fekete test sugárzásának Planck-törvényéhez, vagyis a fekete test hullámhosszban kifejezett spektrális sugárzásához, amely minden infravörös sugárzáselmélet kiindulópontja, ezért fekete test sugárzási törvénynek nevezik.
A tárgy emissziós képességének hatása a sugárzási hőmérőkre:
A természetben létező tényleges tárgyak szinte soha nem fekete testek. Az összes tényleges tárgy sugárzásának mértéke nemcsak a sugárzás hullámhosszától és a tárgy hőmérsékletétől függ, hanem a tárgyat alkotó anyag típusától, az előkészítési módtól, a hőfolyamattól, valamint a felület állapotától és környezeti viszonyaitól is. . Ezért ahhoz, hogy a fekete test sugárzásának törvénye minden gyakorlati tárgyra érvényes legyen, be kell vezetni egy, az anyag tulajdonságaival és a felület állapotával kapcsolatos arányossági tényezőt, mégpedig az emissziós tényezőt. Ez az együttható azt mutatja meg, hogy egy tényleges tárgy hősugárzása milyen közel áll a fekete test hősugárzásához, és értéke nulla és 1-nél kisebb. A sugárzás törvénye szerint mindaddig, amíg az anyag emissziós tényezője ismert. , bármely tárgy infravörös sugárzási jellemzői megismerhetők.
Az emissziót befolyásoló fő tényezők a következők:
Anyagtípus, felületi érdesség, fizikai-kémiai szerkezet és anyagvastagság stb.
Ha infravörös sugárzásos hőmérőt használunk a céltárgy hőmérsékletének mérésére, először a céltárgy infravörös sugárzását kell mérni annak hullámhossz-tartományában, majd a hőmérővel a mért célpont hőmérsékletét kell kiszámítani. A monokromatikus hőmérők arányosak a sávban lévő sugárzás mennyiségével, a kétszínű hőmérők pedig a két sáv sugárzásának arányával.
Infravörös rendszer:
Az infravörös hőmérő optikai rendszerből, fotodetektorból, jelerősítőből, jelfeldolgozásból, kijelzőkimenetből és egyéb részekből áll. Az optikai rendszer a céltárgy infravörös sugárzási energiáját a látómezőjében koncentrálja, a látómező méretét pedig a hőmérő optikai részei és azok helyzete határozza meg. Az infravörös energiát egy fotodetektorra fókuszálják, és megfelelő elektromos jellé alakítják. A jel az erősítő és a jelfeldolgozó áramkör általi korrekció után a mért cél hőmérsékleti értékévé konvertálódik, és a műszer belső terápiájának és a cél emissziós tényezőjének algoritmusa szerint korrigálódik.
Az infravörös hőmérők kiválasztása három szempontra osztható:
Teljesítménymutatók, például hőmérséklet-tartomány, foltméret, működési hullámhossz, mérési pontosság, válaszidő stb.; környezet és munkakörülmények, például környezeti hőmérséklet, ablak, kijelző és kimenet, védelmi tartozékok stb.; más lehetőségek, mint például az egyszerű használat, karbantartás, kalibrálási teljesítmény és ár stb., szintén bizonyos hatással vannak a hőmérő kiválasztására. A technológiának és a folyamatos fejlesztésnek köszönhetően a legjobb kivitelek és az infravörös hőmérők új fejlesztései számos funkcionális és többcélú műszert kínálnak a felhasználóknak, bővítve a választékot.
Határozza meg a hőmérsékleti tartományt:
A hőmérséklet mérési tartománya a hőmérő legfontosabb teljesítménymutatója. Például a Raytek termékek a -50 fok - plusz 3000 fok tartományt fedik le, de ezt nem lehet egyetlen típusú infravörös hőmérővel megtenni. Minden hőmérő modellnek saját hőmérsékleti tartománya van. Ezért a felhasználó által mért hőmérséklet-tartományt pontosnak és átfogónak kell tekinteni, nem túl szűk és nem túl széles. A fekete test sugárzásának törvénye szerint a spektrum rövid hullámsávjában a hőmérséklet okozta sugárzási energia változás meghaladja az emissziós hiba okozta sugárzási energia változást.
A cél méretének meghatározása:
Az alapelv szerint az infravörös hőmérők monokromatikus hőmérőkre és kétszínű hőmérőkre (sugárzási kolorimetriás hőmérőkre) oszthatók. Monokróm hőmérő esetén a mérendő célterületnek ki kell töltenie a hőmérő látóterét a hőmérsékletmérés során. Javasoljuk, hogy a mért cél mérete meghaladja a látómező 50 százalékát. Ha a céltárgy mérete kisebb, mint a látómező, a háttérsugárzási energia belép a hőmérő audiovizuális ágába, hogy megzavarja a hőmérsékletmérés leolvasását, ami hibákat eredményez. Ezzel szemben, ha a cél nagyobb, mint a hőmérő látómezeje, a hőmérőt nem befolyásolja a mérési területen kívüli háttér.
A Raytek kétszínű hőmérő esetében a hőmérsékletet a sugárzási energia aránya határozza meg két független hullámhossz-sávban. Ezért, ha a mért cél kicsi, és nincs tele a helyszínnel, és a füst, por és a mérési úton lévő akadályok gyengítik a sugárzási energiát, ez nem befolyásolja a mérési eredményeket. Még az energia 95 százalékos csillapítása esetén is garantálható a kívánt hőmérsékletmérés pontossága. A mozgásban lévő vagy vibráló kisméretű céltárgyhoz, amely néha a látómezőben mozog, vagy részben kimozdulhat a látómezőből, ilyen körülmények között a kétszínű hőmérő használata a legjobb választás. Ha a hőmérő és a célpont között nem lehet közvetlenül célozni, a mérési csatorna ívelt, keskeny, akadályozott stb., a kétszínű száloptikás hőmérő a legjobb választás. Ez annak köszönhető, hogy kis átmérője és rugalmassága képes optikai sugárzási energiát ívelt, blokkolt és hajtogatott csatornákon keresztül továbbítani, így lehetővé teszi a nehezen hozzáférhető, zord körülmények között vagy elektromágneses mezőkhöz közeli célpontok mérését.
Optikai felbontás meghatározása (távolság és érzékenység)
Az optikai felbontást a D és az S aránya határozza meg, amely a hőmérő és a céltárgy közötti D távolság és a mérési pont átmérője, S aránya. Ha a hőmérőt környezeti okok miatt a céltól távol kell elhelyezni. körülmények között, és kis célpontokat kell mérni, nagy optikai felbontású hőmérőt kell választani. Minél nagyobb az optikai felbontás, annál nagyobb a D:S arány, annál magasabb a hőmérő költsége.
Határozza meg a hullámhossz-tartományt:
A célanyag emissziós képessége és felületi tulajdonságai határozzák meg a hőmérő spektrális válaszát vagy hullámhosszát. A nagy fényvisszaverő képességű ötvözetanyagok esetében alacsony vagy változó emissziós tényező van. A magas hőmérsékletű tartományban a fémanyagok mérésére a legjobb hullámhossz a közeli infravörös, és a 0.18-1.0μm hullámhossz választható. A többi hőmérsékleti zóna 1,6 μm, 2,2 μm és 3,9 μm hullámhosszt választhat. Mivel egyes anyagok bizonyos hullámhosszokon átlátszóak, az infravörös energia áthatol ezeken az anyagokon, ezért ehhez az anyaghoz speciális hullámhosszokat kell kiválasztani. Például 10 μm, 2,2 μm és 3,9 μm hullámhossz (a vizsgálandó üveg legyen nagyon vastag, különben átmegy) az üveg belső hőmérsékletének mérésére; az üveg belső hőmérsékletének mérésére az 5.{24}} μm hullámhossz van kiválasztva; a 8-14 μm hullámhossz alkalmas az alacsony mérési területre; A polietilén műanyag fólia mérésére a 3,43 μm, a poliészternél a 4,3 μm vagy 7,9 μm hullámhosszt választjuk. Ha a vastagság meghaladja a 0,4 mm-t, akkor a 8-14 μm hullámhossz kerül kiválasztásra; például a keskeny sávú 4.{29}}.3 μm-es hullámhossz a C02 mérésére szolgál a lángban, a keskeny sávú 4,64 μm-es hullámhossz a C0 mérésére a lángban, a 4,47 μm-es hullámhossz pedig mérje meg az N02-t a lángban.
A válaszidő meghatározása:
A válaszidő az infravörös hőmérő reakciósebessége a mért hőmérséklet változására, amely a maximális leolvasási energia 95 százalékának eléréséhez szükséges idő. Ez a fotodetektor, a jelfeldolgozó áramkör és a kijelzőrendszer időállandójához kapcsolódik. A bytek új infrahőmérőjének válaszideje elérheti az 1 ms-t. Ez sokkal gyorsabb, mint az érintkezési hőmérséklet mérési módszere. Ha a céltárgy mozgási sebessége nagyon gyors, vagy a gyors felmelegedési célpont mérésekor a gyors reagálású infrahőmérőt kell választani, ellenkező esetben nem érhető el a megfelelő jelválasz, ami csökkenti a mérési pontosságot. Azonban nem minden alkalmazás igényel gyors reagálású infravörös hőmérőket. Stacionárius vagy termikus tehetetlenségű céltermikus folyamatok esetén a hőmérő válaszideje lazítható. Ezért az infrahőmérő válaszidejének kiválasztását a mért célpont helyzetéhez kell igazítani.
Jelfeldolgozási funkció:
A diszkrét folyamatok (például az alkatrészgyártás) mérése eltér a folyamatos folyamatoktól, az infravörös hőmérőknek jelfeldolgozó funkciókkal kell rendelkezniük (például csúcstartás, völgytartás, átlagérték). Például, amikor a szállítószalagon mérjük az üveget, csúcstartást kell használni, és a hőmérsékletének kimenőjele továbbítódik a vezérlőhöz.
Figyelembe veendő környezeti feltételek:
A hőmérő környezeti körülményei nagyban befolyásolják a mérési eredményeket, amit figyelembe kell venni és megfelelően megoldani, ellenkező esetben befolyásolja a hőmérséklet mérési pontosságát, sőt a hőmérő károsodását is okozhatja. Ha a környezeti hőmérséklet túl magas, és por, füst és gőz van, akkor a gyártó által biztosított tartozékok, például védőköpenyek, vízhűtés, léghűtőrendszerek és légtisztítók használhatók. Ezek a tartozékok hatékonyan oldják meg a környezeti hatásokat és védik a hőmérőt a pontos hőmérsékletmérés érdekében. A tartozékok azonosításakor szabványosított szolgáltatásokat kell követelni, amennyire csak lehetséges, a telepítési költségek csökkentése érdekében. Ha füst, por vagy egyéb részecskék rontják a mért energiajelet, a kétszínű hőmérő a legjobb választás. Zajban, elektromágneses mezőben, rezgésben vagy nehezen megközelíthető környezeti körülmények között, vagy más zord körülmények között a száloptikás kétszínű hőmérők a legjobb választás.
Zárt vagy veszélyes anyagokat tartalmazó alkalmazásoknál (például konténerekben vagy vákuumdobozokban) a hőmérő az ablakon keresztül figyel. Az anyagnak kellő szilárdságúnak kell lennie, és át kell haladnia a használt hőmérő működési hullámhossz-tartományán. Azt is meg kell határozni, hogy a kezelőnek az ablakon keresztül is figyelnie kell-e, ezért a kölcsönös befolyásolás elkerülése érdekében válassza ki a megfelelő beépítési helyet és az ablakanyagot. Alacsony hőmérsékletű mérési alkalmazásoknál általában Ge vagy Si anyagokat használnak ablakként, amelyek átlátszatlanok a látható fényre, és az emberi szem nem tudja megfigyelni a célt az ablakon keresztül. Ha a kezelőnek át kell haladnia az ablakon, akkor olyan optikai anyagot kell használni, amely infravörös sugárzást és látható fényt is átereszt. Például ablakanyagként olyan optikai anyagot kell használni, amely infravörös sugárzást és látható fényt is átereszt, mint például a ZnSe vagy a BaF2.
Egyszerűen kezelhető és könnyen használható:
Az infravörös hőmérőknek intuitívnak, egyszerűen kezelhetőnek és a kezelők által könnyen használhatónak kell lenniük. Közülük a hordozható infravörös hőmérő egy kicsi, könnyű és hordozható hőmérsékletmérő műszer, amely integrálja a hőmérséklet mérését és a kijelző kimenetét. A kijelzőpanel képes megjeleníteni a hőmérsékletet, és különféle hőmérsékleti információkat bocsát ki, és néhányat távirányítóval vagy számítógépes szoftverprogrammal lehet működtetni.
Kíméletlen és összetett környezeti feltételek esetén külön hőmérsékletmérő fejjel és kijelzővel rendelkező rendszer választható az egyszerű telepítés és konfiguráció érdekében. Kiválasztható az aktuális vezérlőberendezésnek megfelelő jelkimeneti forma.
Infravörös hőmérők kalibrálása:
Az infravörös hőmérőket kalibrálni kell, hogy helyesen jelenítsék meg a mért célpont hőmérsékletét. Ha a használt hőmérő túllépi a használati tűréshatárt, vissza kell juttatni a gyártóhoz vagy a javítóközponthoz újrakalibrálás céljából.
