Infravörös hőmérők mérési alapelvei és alkalmazási példái
Számos előnye van az infravörös hőmérőnek az érintésmentes hőmérsékletméréshez, a kicsi vagy nehezen elérhető tárgyaktól a korrozív vegyszerekig és az érzékeny felületi anyagokig. Ez a cikk ezt az előnyt tárgyalja, és elmagyarázza az infravörös hőmérő helyes kiválasztásának alkalmazási körét. Az atomok és molekulák mozgása miatt minden tárgy elektromágneses hullámokat bocsát ki, és az érintésmentes hőmérsékletmérés legfontosabb hullámhossza vagy spektrális tartománya 0.2 és 2.0 μM között van. az ebbe a tartományba eső természetes sugarakat hősugárzásnak vagy infravörös sugárzásnak nevezik.
A mért tárgy infravörös sugárzásával 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 mért tárgy által kibocsátott látható színes sugarak segítségével mérik a hőmérsékletet, valamint azokra a műszerekre, amelyek a hőmérsékletet a relatív spektrális sugárzássűrűségből származtatják.
Az infravörös hőmérőkkel végzett hőmérsékletmérés előnyei
Számos előnye van az érintésmentes hőmérsékletmérésnek, ha infravörös sugárzást kap a mért tárgyból. Ily módon a hőmérsékletmérés gond nélkül elvégezhető nehezen elérhető vagy mozgatható tárgyaknál, például gyenge hőátadó képességű vagy nagyon kis hőkapacitású anyagoknál. Az infravörös hőmérő rövid válaszideje gyorsan elérheti az áramkör hatékony beállítását. A hőmérőnek nincsenek olyan alkatrészei, amelyek elhasználódhatnak, így nincs olyan folyamatos költség, mint a hőmérő használata. Főleg nagyon kis méretű mért tárgyaknál, például kontaktmérésnél, az objektum hővezető képessége jelentős mérési hibákat eredményez. Kétségtelen, hogy a hőmérők használhatók itt, valamint korrozív vegyszerek vagy érzékeny felületek, például festék, papír és műanyag pályákon. Távirányítós méréssel távol maradhat a veszélyes területektől, így a kezelők nem veszélyesek.
Az infravörös hőmérő elve és felépítése
Fókuszálja a mért tárgytól kapott infravörös sugárzást a detektorra egy lencsén és egy szűrőn keresztül. A detektor a hőmérséklettel arányos áram- vagy feszültségjelet állít elő a mért tárgy sugárzási sűrűségének integrálásával. A csatlakoztatott elektromos alkatrészekben a hőmérsékleti jelet linearizálják, az emissziós tartományt korrigálják, és szabványos kimeneti jellé alakítják át.
Elvileg kétféle hőmérséklet-érzékelő létezik: hordozható hőmérséklet-érzékelő és fix hőmérséklet-érzékelő. Ezért a különböző mérési pontokhoz megfelelő infravörös hőmérséklet-érzékelő kiválasztásakor a következő jellemzők lesznek a fő jellemzők:
1. Kollimátor
A kollimátor rendelkezik ezzel a funkcióval, és a hőmérő által hivatkozott mérőblokk vagy pont látható. A mért tárgy nagy területei gyakran előfordulhatnak kollimátor nélkül. Kis tárgyak és távoli távolságok mérésekor ajánlott átlátszó tükör formájú irányzékot használni műszerfali skálával vagy lézeres mutatóponttal.
2. Lencse
A lencse határozza meg a hőmérő mért pontját. Nagy tárgyak esetén általában elegendő egy rögzített gyújtótávolságú hőmérő. De ha a mérési távolság messze van a fókuszponttól, a mérési pont szélének képe homályos lesz. Emiatt jobb zoom objektívet használni. Az adott zoom tartományon belül a hőmérő be tudja állítani a mérési távolságot. Az új hőmérő cserélhető zoommal ellátott lencsével rendelkezik, a közeli és távoli lencsék kalibrálás és újraellenőrzés nélkül cserélhetők.
3. Érzékelők, azaz spektrális vevők
A spektrális érzékenység kiválasztásakor figyelembe kell venni a hidrogén és a szén-dioxid abszorpciós spektrális sávját is. Egy bizonyos hullámhossz-tartományon belül, amelyet "atmoszférikus ablaknak" neveznek, a H2 és a CO2 szinte áthatol az infravörös fényen. Ezért a hőmérő fényváltozásra való érzékenységének ezen a tartományon belül kell lennie, hogy kizárja a légköri koncentráció változásának hatását. Vékony filmek vagy üvegek mérésekor figyelembe kell venni azokat az anyagokat is, amelyek egy bizonyos hullámhossz-tartományon belül nehezen hatolnak be. A háttérfény okozta mérési hibák elkerülése érdekében megfelelő érzékelőket használnak, amelyek csak a felületi hőmérsékletet veszik. A fémek rendelkeznek ezzel a fizikai tulajdonsággal, és az emissziós tényező a hullámhossz csökkenésével nő. A tapasztalatok alapján a fémek hőmérsékletének mérése általában rövidebb mérési hullámhosszt választ.
