Principio di misurazione standard per termometro a infrarossi
Ci sono molti vantaggi nella misurazione della temperatura senza contatto con un termometro a infrarossi e le sue applicazioni vanno da oggetti piccoli o difficili da raggiungere a sostanze chimiche corrosive e superfici sensibili. Questo articolo discuterà questo vantaggio, darà la risolutezza della scelta corretta del termometro a infrarossi, ecc. per illustrare l'ambito di applicazione. Ogni oggetto irradia onde elettromagnetiche a causa del movimento di atomi e molecole e la lunghezza d'onda o l'intervallo spettrale più importante per la misurazione della temperatura senza contatto è 0.2 a 2.0 μm. I raggi naturali in questa gamma sono chiamati radiazioni termiche o raggi infrarossi.
Uno strumento di prova per la misurazione della temperatura mediante raggi infrarossi irradiati da un oggetto di prova è chiamato termometro a radiazione, termometro a radiazione o termometro a infrarossi secondo lo standard industriale tedesco DIN16160. Queste designazioni si applicano anche a quegli strumenti che misurano la temperatura mediante radiazione colorata visibile irradiata da un corpo e che derivano la temperatura dalle densità radianti spettrali relative.
Innanzitutto, i vantaggi della misurazione della temperatura del termometro a infrarossi
La misurazione della temperatura senza contatto ricevendo i raggi infrarossi irradiati dall'oggetto da misurare presenta molti vantaggi. In questo modo è possibile misurare senza problemi oggetti difficili da raggiungere o in movimento, come materiali con scarse proprietà di trasferimento del calore o bassa capacità termica. Il brevissimo tempo di risposta del termometro a infrarossi consente una regolazione rapida ed efficiente del loop. I termometri non hanno parti soggette ad usura, quindi non ci sono costi correnti come con i termometri. Soprattutto per piccoli oggetti da misurare, come la misurazione del contatto, ci sarà un grande errore di misurazione dovuto alla conduttività termica dell'oggetto. Qui il termometro può essere utilizzato senza problemi e per prodotti chimici aggressivi o superfici sensibili, come ad esempio su binari verniciati, di carta e di plastica. Attraverso la misurazione del telecomando a lunga distanza, può stare lontano dall'area pericolosa, in modo che l'operatore non sia in pericolo.
2. Struttura di principio del termometro a infrarossi
I raggi infrarossi ricevuti dall'oggetto misurato vengono focalizzati sul rivelatore attraverso la lente attraverso il filtro. Il rilevatore genera un segnale di corrente o tensione proporzionale alla temperatura attraverso l'integrazione della densità di radiazione dell'oggetto misurato. Nei componenti elettrici successivamente collegati, il segnale di temperatura viene linearizzato, l'area di emissività viene corretta e convertita in un segnale di uscita standard.
In linea di principio, esistono due tipi di termometri portatili e termometri fissi. Pertanto, quando si sceglie un termometro a infrarossi adatto a diversi punti di misurazione, le seguenti caratteristiche saranno le principali:
1. Mirino
Il collimatore ha questo effetto e si può vedere il blocco di misurazione o il punto di misurazione indicato dal termometro e il collimatore può essere spesso utilizzato per oggetti misurati di grandi dimensioni. Per piccoli oggetti e lunghe distanze di misurazione, si consigliano mirini con scale del cruscotto o punti di puntamento laser sotto forma di lenti che trasmettono la luce.
2. Obiettivo
La lente determina il punto misurato del pirometro. Per oggetti di grandi dimensioni è generalmente sufficiente un pirometro con una lunghezza focale fissa. Ma quando la distanza di misurazione è lontana dal punto di messa a fuoco, l'immagine sul bordo del punto di misurazione non sarà chiara. Per questo motivo, è meglio utilizzare un obiettivo zoom. All'interno dell'intervallo di zoom specificato, il termometro può regolare la distanza di misurazione. L'ultimo termometro ha una lente sostituibile zoomabile. L'obiettivo vicino e l'obiettivo lontano possono essere ricontrollati senza calibrazione. sostituire.
3. Sensori, cioè ricevitori spettrali
La temperatura è inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. A basse temperature dell'oggetto, sono adatti sensori sensibili alla regione spettrale delle onde lunghe (sensori a film caldo o sensori piroelettrici) e ad alte temperature, sensori sensibili a onde corte composti da germanio, silicio, indio-gallio, ecc. usato. Sensori fotoelettrici.
Quando si seleziona la sensibilità spettrale, considerare anche le bande di assorbimento per idrogeno e anidride carbonica. In un certo intervallo di lunghezze d'onda, la cosiddetta "finestra atmosferica", H2 e CO2 sono quasi trasparenti ai raggi infrarossi, quindi la sensibilità alla luce del termometro deve essere all'interno di questo intervallo per escludere l'influenza delle variazioni di concentrazione atmosferica, durante la misurazione film sottili o vetri, bisogna anche considerare che questi materiali non sono facilmente penetrati entro una certa lunghezza d'onda. Per evitare l'errore di misura causato dalla luce di fondo, utilizzare un sensore adatto che riceva solo la temperatura superficiale. I metalli hanno questa proprietà fisica e l'emissività aumenta con la diminuzione della lunghezza d'onda. Per esperienza, per misurare la temperatura dei metalli, generalmente scegliere * Lunghezza d'onda di misura corta.
3. Tendenza di sviluppo
Come in molti campi della tecnologia di rilevamento, anche la tendenza di sviluppo dei termometri è verso forme piccole e raffinate, i gusci rotondi con filettatura centrale sono le forme più ideali per l'installazione su macchine e apparecchiature, e questa tendenza di sviluppo è La realizzazione avviene attraverso la continua miniaturizzazione dei dispositivi elettrici componenti e alto calcolo per rendere componenti elettrici più piccoli e più delicati condensati in spazi sempre più piccoli. Rispetto alla passata tecnologia analogica, la precisione dell'altezza di linearizzazione del segnale del rivelatore è migliorata attraverso l'applicazione di microcontrollori, migliorando così anche la precisione dello strumento.
L'approvvigionamento del mercato richiede una ricezione del valore di misura rapida ed economica, che possa emettere direttamente un segnale lineare di corrente/tensione proporzionale alla temperatura. L'elaborazione del valore di misurazione, come le funzioni di livellamento, la memorizzazione di valori speciali o i contatti di delimitazione saranno collocati nell'intelligente Sul display, regolatore o SPS (controller di programma), la regolazione dell'emissività attraverso la connessione esterna del cavo può essere al di fuori della zona pericolosa , anche se la macchina è in funzione, può anche essere corretta e può anche essere regolata dall'SPS in questo momento. Attraverso l'uso dei controlli del corpo, l'interfaccia del bus dati può ora essere realizzata senza problemi, ma la connessione di rete non è stata ancora realizzata e l'elaborazione continua del segnale continua a utilizzare il segnale analogico standard del passato. Nella sezione del rilevatore viene utilizzato un nuovo materiale come sensore fotoelettrico, che dimostra il miglioramento della sensibilità e persino il miglioramento della risoluzione. Nei sensori a film caldo, i nuovi sensori richiedono solo tempi di regolazione più brevi, gli ultimi sviluppi nei pirometri con collimatori, sono lenti intercambiabili con zoom, possono essere sostituiti senza ricontrollare la calibrazione, utilizzano la stessa base per diverse posizioni di misurazione Gli strumenti consentono di risparmiare sui costi di gestione del magazzino.
In quarto luogo, i criteri principali per la selezione di un termometro
L'uso del termometro è determinato principalmente dal campo di misurazione. Che si tratti della tensione di misurazione o del valore iniziale dell'area di misurazione, dovrebbe essere in linea con i requisiti del lavoro di misurazione. Maggiore è la tensione di misurazione, minore è la risoluzione, quindi maggiore è la precisione. Soprattutto quando il valore iniziale della temperatura di misurazione è basso, la precisione sarà raddoppiata se viene selezionata una tensione di misurazione elevata, pertanto si consiglia di selezionare la tensione di misurazione più piccola possibile.
