Matavimo principo standartai ir infraraudonųjų spindulių termometrų taikymo pavyzdžiai
Infraraudonųjų spindulių termometro naudojimas bekontaktiniam temperatūros matavimui turi daug privalumų – nuo mažų ar sunkiai pasiekiamų objektų iki korozinių cheminių medžiagų ir jautrių paviršiaus medžiagų. Šiame straipsnyje bus aptartas šis pranašumas ir paaiškinta, kaip teisingai pasirinkti infraraudonųjų spindulių termometrą. Dėl atomų ir molekulių judėjimo kiekvienas objektas skleidžia elektromagnetines bangas, o svarbiausias bangos ilgis arba spektrinis diapazonas bekontaktiniam temperatūros matavimui yra nuo 0.2 iki 2.0 μM. natūralūs spinduliai šiame diapazone vadinami šilumine arba infraraudonaisiais spinduliais.
Temperatūros matavimo pagal išmatuoto objekto infraraudonąją spinduliuotę matavimo prietaisas vadinamas radiaciniu termometru, radiaciniu termometru arba infraraudonųjų spindulių termometru pagal Vokietijos pramonės standartą DIN16160. Šie pavadinimai taip pat taikomi prietaisams, kurie matuoja temperatūrą naudojant matomus spalvotus spindulius, kuriuos skleidžia matuojamas objektas, taip pat prietaisams, kurie temperatūrą nustato pagal santykinį spektrinės spinduliuotės tankį.
Temperatūros matavimo naudojant infraraudonųjų spindulių termometrus privalumai
Nekontaktinis temperatūros matavimas, gaunamas iš matuojamo objekto infraraudonųjų spindulių, turi daug privalumų. Tokiu būdu temperatūros matavimai gali būti atliekami be problemų sunkiai pasiekiamiems ar judantiems objektams, pavyzdžiui, prastam šilumos perdavimo veiksmingumui ar labai mažai šilumos talpai turinčioms medžiagoms. Trumpas infraraudonųjų spindulių termometro atsako laikas gali greitai pasiekti efektyvų grandinės reguliavimą. Termometre nėra komponentų, kurie gali susidėvėti, todėl nėra nuolatinių išlaidų, kaip naudojant termometrą. Ypač labai mažuose išmatuotuose objektuose, pavyzdžiui, naudojant kontaktinį matavimą, objekto šilumos laidumas sukels didelių matavimo paklaidų. Neabejotina, kad termometrai gali būti naudojami čia, taip pat korozinėms cheminėms medžiagoms ar jautriems paviršiams, pavyzdžiui, ant dažų, popieriaus ir plastiko takelių. Matuojant nuotoliniu būdu, galima likti atokiau nuo pavojingų zonų, todėl operatoriai nėra pavojingi.
Infraraudonųjų spindulių termometro principas ir konstrukcija
Sufokusuokite infraraudonuosius spindulius, gaunamus iš matuojamo objekto, į detektorių per objektyvą ir filtrą. Detektorius generuoja srovės arba įtampos signalą, proporcingą temperatūrai, integruodamas išmatuoto objekto spinduliuotės tankį. Prijungtuose elektriniuose komponentuose temperatūros signalas yra tiesinis, spinduliavimo sritis koreguojama ir paverčiama standartiniu išvesties signalu.
Iš esmės yra dviejų tipų temperatūros detektoriai: nešiojamieji temperatūros detektoriai ir fiksuotos temperatūros detektoriai. Todėl pasirenkant tinkamą infraraudonųjų spindulių temperatūros detektorių skirtingiems matavimo taškams, pagrindinės bus šios charakteristikos:
1. Kolimatorius
Kolimatorius turi šią funkciją ir matosi termometro nurodytas matavimo blokas arba taškas. Dideli matuojamo objekto plotai dažnai gali būti be kolimatoriaus. Matuojant mažus objektus ir tolimus atstumus, rekomenduojama naudoti permatomo veidrodžio pavidalo taikiklį su prietaisų skydelio skale arba lazeriu.
2. Objektyvas
Lęšis nustato išmatuotą termometro tašką. Dideliems objektams paprastai pakanka termometro su fiksuotu židinio nuotoliu. Tačiau kai matavimo atstumas yra toli nuo židinio taško, matavimo taško krašto vaizdas bus neaiškus. Dėl šios priežasties geriau naudoti priartinantį objektyvą. Nurodytame priartinimo diapazone termometras gali reguliuoti matavimo atstumą. Naujasis termometras turi keičiamą objektyvą su priartinimu, o artimo ir toli esantys lęšiai gali būti keičiami be kalibravimo ir pakartotinio patikrinimo.
3. Jutikliai, ty spektriniai imtuvai
Renkantis spektrinį jautrumą, taip pat reikia atsižvelgti į vandenilio ir anglies dioksido sugerties spektrines juostas. Tam tikrame bangos ilgio diapazone, vadinamame „atmosferos langu“, H2 ir CO2 beveik prasiskverbia pro infraraudonąją šviesą. Todėl termometro jautrumas šviesos pokyčiams turi būti šiame diapazone, kad būtų išvengta atmosferos koncentracijos pokyčių poveikio. Matuojant plonas plėveles ar stiklą, taip pat būtina atsižvelgti į medžiagas, kurios nėra lengvai prasiskverbiamos tam tikrame bangos ilgio diapazone. Siekiant išvengti matavimo klaidų dėl foninio apšvietimo, naudojami atitinkami jutikliai, kurie ima tik paviršiaus temperatūrą. Metalai turi tokią fizinę charakteristiką, o spinduliuotė didėja mažėjant bangos ilgiui. Remiantis patirtimi, matuojant metalų temperatūrą paprastai pasirenkamas trumpesnis matavimo bangos ilgis.
