Технологија инфрацрвеног мерења температуре игра важну улогу у контроли и праћењу квалитета производа, онлајн дијагностици кварова опреме, безбедносној заштити и уштеди енергије. У протекле две деценије, бесконтактни инфрацрвени термометри су се брзо развили у технологији, њихове перформансе су континуирано унапређиване, њихов обим примене се континуирано ширио, а њихов тржишни удео се повећавао из године у годину. У поређењу са методом контактног мерења температуре, инфрацрвено мерење температуре има предности брзог времена одзива, бесконтактне, безбедне употребе и дугог века трајања.
Бесконтактни производи за мерење температуре инфрацрвеног зрачења компаније Баитек (Леи Таи) укључују преносиве, онлајн и три серије за скенирање, и имају низ опционих додатака и одговарајући компјутерски софтвер, свака серија има различите моделе и спецификације. Међу разним типовима термометара са различитим спецификацијама, веома је важно да корисници одаберу исправан модел инфрацрвеног термометра. Ево само корака размишљања о томе како правилно одабрати модел термометра за референцу купца.
Како раде инфрацрвени термометри
Разумевање принципа рада, техничких индикатора, услова рада животне средине, рада и одржавања групног инфрацрвеног термометра помаже корисницима да правилно одаберу и користе инфрацрвени термометар.
Сви објекти са температуром вишом од ** нуле непрестано емитују енергију инфрацрвеног зрачења у околни простор. Карактеристике инфрацрвеног зрачења објекта — величина енергије зрачења и њена дистрибуција по таласној дужини — уско су повезане са температуром његове површине. Дакле, мерењем инфрацрвене енергије коју зрачи сам објекат може се тачно одредити температура његове површине, што је објективна основа на којој се заснива мерење температуре инфрацрвеног зрачења.
Закон о зрачењу црног тела:
Црно тело је идеализовани радијатор, који апсорбује све таласне дужине енергије зрачења, нема рефлексију или пренос енергије и има емисивност 1 на својој површини. Треба истаћи да у природи нема правог црног тела, али да би се разјаснио и добио закон расподеле инфрацрвеног зрачења, у теоријским истраживањима мора се изабрати одговарајући модел, а то је квантизовани осцилаторски модел зрачења телесних шупљина. од Планка, што доводи до Планковог закона зрачења црног тела, односно спектралног зрачења црног тела израженог у таласној дужини, полазна је тачка свих теорија инфрацрвеног зрачења, па се назива закон зрачења црног тела.
Утицај емисивности објекта на радијациону термометрију:
Стварни објекти који постоје у природи скоро никада нису црна тела. Количина зрачења свих стварних објеката зависи не само од таласне дужине зрачења и температуре објекта, већ и од врсте материјала који чини објекат, методе припреме, термичког процеса, стања површине и услова околине. . Дакле, да би закон зрачења црног тела важио за све практичне објекте, мора се увести фактор пропорционалности који се односи на својства материјала и стање површине, односно емисивност. Овај коефицијент представља колико је топлотно зрачење стварног објекта блиско зрачењу црног тела и има вредност између нуле и вредности мању од 1. Према закону зрачења, све док је емисивност материјала позната , карактеристике инфрацрвеног зрачења било ког објекта могу бити познате.
Главни фактори који утичу на емисивност су:
Врста материјала, храпавост површине, физичко-хемијска структура и дебљина материјала итд.
Када се за мерење температуре мете користи термометар инфрацрвеног зрачења, прво треба измерити инфрацрвено зрачење мете у његовом опсегу таласних дужина, а затим термометар израчунати температуру мерене мете. Монохроматски термометри су пропорционални количини зрачења у опсегу: двобојни термометри су пропорционални односу зрачења у два појаса.
Инфрацрвени систем:
Инфрацрвени термометар се састоји од оптичког система, фотодетектора, појачавача сигнала, обраде сигнала, излаза на екрану и других делова. Оптички систем концентрише енергију инфрацрвеног зрачења мете у свом видном пољу, а величина видног поља одређена је оптичким деловима термометра и њиховим положајима. Инфрацрвена енергија се фокусира на фотодетектор и претвара у одговарајући електрични сигнал. Сигнал се конвертује у вредност температуре мерене мете након што се коригује појачало и коло за обраду сигнала и коригује према алгоритму интерне терапије инструмента и циљне емисивности.
Избор инфрацрвених термометара може се поделити на три аспекта:
Индикатори перформанси, као што су температурни опсег, величина тачке, радна таласна дужина, тачност мерења, време одзива итд.; окружење и услови рада, као што су температура околине, прозор, екран и излаз, заштитни додаци итд.; друге опције, као што су једноставност коришћења, одржавање и перформансе калибрације и цена итд., такође имају одређени утицај на избор термометра. Уз технологију и континуирани развој, најбољи дизајн и нови напредак у инфрацрвеним термометрима пружају корисницима низ функционалних и вишенаменских инструмената, проширујући избор.
Одредите температурни опсег:
Опсег мерења температуре је најважнији индекс перформанси термометра. На пример, Раитек производи покривају опсег од -50 степени - плус 3000 степени, али то не може да уради један тип инфрацрвеног термометра. Сваки модел термометра има свој специфични температурни опсег. Због тога се измерени температурни опсег корисника мора сматрати тачним и свеобухватним, ни преуским ни прешироким. Према закону зрачења црног тела, промена енергије зрачења узрокована температуром у кратком таласном опсегу спектра ће премашити промену енергије зрачења узроковану грешком емисивности.
Одредите величину циља:
По принципу, инфрацрвени термометри се могу поделити на монохроматске термометре и двобојне термометре (радијациони колориметријски термометри). За монохроматски термометар, површина мете која се мери треба да испуни видно поље термометра током мерења температуре. Препоручује се да величина мерене мете прелази 50 одсто видног поља. Ако је величина мете мања од видног поља, позадинска енергија зрачења ће ући у аудио-визуелну грану термометра да би ометала очитавање мерења температуре, што ће резултирати грешкама. Супротно томе, ако је циљ већи од видног поља термометра, на термометар неће утицати позадина изван области мерења.
За Раитек двобојни термометар, температура је одређена односом енергије зрачења у два независна опсега таласних дужина. Стога, када је мерена мета мала и није пуна места, а присуство дима, прашине и препрека на путу мерења ће ослабити енергију зрачења, то неће утицати на резултате мерења. Чак и када је енергија ослабљена за 95 процената, потребна прецизност мерења температуре и даље се може гарантовати. За малу мету, која је у покрету или вибрира, понекад се креће у видном пољу, или се може делимично померити из видног поља, у овим условима, употреба двобојног термометра је најбољи избор. Ако је немогуће директно циљати између термометра и мете, мерни канал је закривљен, узак, опструиран, итд., двобојни термометар са оптичким влакнима је најбољи избор. Ово је због његовог малог пречника и флексибилности да преноси енергију оптичког зрачења кроз закривљене, блокиране и пресавијене канале, што омогућава мерење циљева који су тешко доступни, у тешким условима или близу електромагнетних поља.
Одређивање оптичке резолуције (удаљеност и осетљивост)
Оптичка резолуција је одређена односом Д према С, што је однос растојања Д између термометра и мете и пречника мерне тачке, С. Ако термометар мора да се инсталира далеко од мете због животне средине условима, а треба мерити мале циљеве, треба изабрати термометар високе оптичке резолуције. Што је већа оптичка резолуција, већи је однос Д:С, већи је трошак термометра.
Одредите опсег таласне дужине:
Емисивност и површинска својства циљног материјала одређују спектрални одговор или таласну дужину термометра. За материјале од легуре високе рефлексије постоји ниска или променљива емисивност. У области високих температура, најбоља таласна дужина за мерење металних материјала је блиска инфрацрвена, а таласна дужина од 0.18-1.0 μм се може изабрати. Друге температурне зоне могу изабрати таласне дужине од 1,6 μм, 2,2 μм и 3,9 μм. Пошто су неки материјали транспарентни на одређеним таласним дужинама, инфрацрвена енергија ће продрети у ове материјале, тако да за овај материјал треба изабрати посебне таласне дужине. На пример, таласна дужина од 10 μм, 2,2 μм и 3,9 μм (стакло које се тестира треба да буде веома дебело, иначе ће проћи) се бира за мерење унутрашње температуре стакла; таласна дужина од 5.0 μм се бира за мерење унутрашње температуре стакла; таласна дужина од 8-14 μм је погодна за ниско подручје мерења; За мерење полиетиленске пластичне фолије је одабрана таласна дужина од 3,43 μм, а за полиестер таласна дужина од 4,3 μм или 7,9 μм. Ако дебљина прелази 0.4мм, бира се таласна дужина од 8-14μм; на пример, таласна дужина уског опсега 4.24-4.3μм се користи за мерење Ц02 у пламену, таласна дужина уског опсега од 4,64μм се користи за мерење Ц0 у пламену, а таласна дужина од 4,47μм се користи за измерити Н02 у пламену.
Одредите време одговора:
Време одзива представља брзину одзива инфрацрвеног термометра на промену мерене температуре, која се дефинише као време потребно да се достигне 95 одсто енергије максималног очитавања. Односи се на временску константу фотодетектора, кола за обраду сигнала и система дисплеја. Време одзива новог битек-овог инфрацрвеног термометра може да достигне 1 мс. Ово је много брже од контактног метода мерења температуре. Ако је брзина кретања мете веома брза или када се мери брзо загревање мете, треба изабрати инфрацрвени термометар брзог одзива, иначе се неће постићи довољан одзив сигнала, што ће смањити тачност мерења. Међутим, не захтевају све апликације инфрацрвене термометре са брзим одзивом. За стационарне или циљане термичке процесе са топлотном инерцијом, време одзива термометра може бити опуштено. Стога, избор времена одзива инфрацрвеног термометра треба прилагодити ситуацији мерене мете.
Функција обраде сигнала:
Мерење дискретних процеса (као што је производња делова) се разликује од континуираних процеса, који захтевају да инфрацрвени термометри имају функције обраде сигнала (као што су вршно задржавање, задржавање долине, просечна вредност). На пример, приликом мерења стакла на транспортној траци, потребно је користити држање врха, а излазни сигнал његове температуре се преноси на контролер.
Услови околине које треба узети у обзир:
Услови околине термометра имају велики утицај на резултате мерења, које треба узети у обзир и правилно решити, у супротном ће утицати на тачност мерења температуре, па чак и оштетити термометар. Када је температура околине превисока и има прашине, дима и паре, могу се користити додаци као што су заштитне јакне, водено хлађење, системи за хлађење ваздуха и пречистачи ваздуха које обезбеђује произвођач. Ови додаци могу ефикасно решити утицај на животну средину и заштитити термометар за прецизно мерење температуре. Приликом идентификације додатне опреме, стандардизоване услуге би требале бити потребне што је више могуће како би се смањили трошкови инсталације. Када дим, прашина или друге честице деградирају измерени енергетски сигнал, двобојни термометар је најбољи избор. У буци, електромагнетним пољима, вибрацијама или неприступачним условима околине или другим тешким условима, оптички термометри са две боје су најбољи избор.
У апликацијама са затвореним или опасним материјалима (као што су контејнери или вакумске кутије), термометар посматра кроз прозор. Материјал мора имати довољну чврстоћу и проћи опсег радне таласне дужине коришћеног термометра. Такође је потребно утврдити да ли оператер треба да посматра и кроз прозор, па изаберите одговарајућу локацију за уградњу и материјал прозора како бисте избегли међусобни утицај. У апликацијама за мерење ниских температура, Ге или Си материјали се обично користе као прозори, који су непрозирни за видљиву светлост, а људско око не може да посматра мету кроз прозор. Ако оператер треба да прође кроз прозорску мету, треба користити оптички материјал који преноси и инфрацрвено зрачење и видљиву светлост. На пример, оптички материјал који преноси и инфрацрвено зрачење и видљиву светлост, као што су ЗнСе или БаФ2, треба да се користи као материјал за прозоре.
Једноставан за руковање и лак за употребу:
Инфрацрвени термометри треба да буду интуитивни, једноставни за руковање и лаки за употребу од стране оператера. Међу њима, преносиви инфрацрвени термометар је мали, лаган и преносиви инструмент за мерење температуре који интегрише мерење температуре и излаз на екрану. Панел дисплеја може приказати температуру и приказати различите информације о температури, а некима се може управљати помоћу даљинског управљача или компјутерског софтверског програма.
У случају оштрих и сложених услова околине, може се изабрати систем са одвојеном главом за мерење температуре и дисплејом за једноставну инсталацију и конфигурацију. Може се изабрати облик излазног сигнала који одговара тренутној контролној опреми.
Калибрација термометара инфрацрвеног зрачења:
Инфрацрвени термометри морају бити калибрисани да би исправно приказали температуру мете која се мери. Ако је употребљени термометар ван толеранције у употреби, потребно га је вратити произвођачу или центру за поправку на поновну калибрацију.
