Infraraudonųjų spindulių termometro matavimo principo standartas ir vystymosi tendencija
Bekontaktis temperatūros matavimas infraraudonųjų spindulių termometru turi daug privalumų, o jo taikymo sritis – nuo mažų ar sunkiai pasiekiamų objektų iki korozinių cheminių medžiagų ir jautrių paviršių. Šiame straipsnyje bus aptartas šis pranašumas, paaiškinta, kaip teisingai pasirinkti infraraudonųjų spindulių termometrą ir pan., siekiant iliustruoti taikymo sritį. Dėl atomų ir molekulių judėjimo kiekvienas objektas skleis elektromagnetines bangas. Svarbiausias bangos ilgis arba spektrinis diapazonas bekontaktiniam temperatūros matavimui yra nuo 0,2 iki 2.0 μm. Šio diapazono natūralūs spinduliai vadinami šilumine spinduliuote arba infraraudonaisiais spinduliais.
Bandymo prietaisas, skirtas temperatūros matavimui infraraudonaisiais spinduliais, kuriuos spinduliuoja tiriamasis objektas, vadinamas radiaciniu termometru, radiaciniu termometru arba infraraudonųjų spindulių termometru pagal Vokietijos pramonės standartą DIN16160. Šie pavadinimai taip pat taikomi tiems prietaisams, kurie matuoja temperatūrą pagal matomą kūno spinduliuojamą spalvotą spinduliuotę ir kurie nustato temperatūrą pagal santykinį spektrinį spinduliavimo tankį.
Pirma, infraraudonųjų spindulių termometro temperatūros matavimo pranašumai
Nekontaktinis temperatūros matavimas priimant infraraudonuosius spindulius, spinduliuojamus iš matuojamo objekto, turi daug privalumų. Tokiu būdu be problemų galima išmatuoti sunkiai pasiekiamus ar judančius objektus, pavyzdžiui, prastų šilumos perdavimo savybių ar mažos šiluminės talpos medžiagas. Labai trumpas infraraudonųjų spindulių termometro atsako laikas leidžia greitai ir efektyviai reguliuoti kilpą. Termometrai neturi besidėvinčių dalių, todėl nėra jokių nuolatinių išlaidų, kaip su termometrais. Ypač matuojant mažus objektus, tokius kaip kontaktinis matavimas, dėl objekto šilumos laidumo bus didelė matavimo paklaida. Čia termometras gali būti naudojamas be jokių problemų, o agresyvioms cheminėms medžiagoms ar jautriems paviršiams, pavyzdžiui, ant dažytų, popierinių ir plastikinių bėgelių. Dėl tolimojo nuotolinio valdymo pulto matavimo jis gali likti toliau nuo pavojingos zonos, kad operatoriui nekiltų pavojus.
2. Infraraudonųjų spindulių termometro principinė struktūra
Iš matuojamo objekto gaunami infraraudonieji spinduliai per lęšį per filtrą sufokusuojami į detektorių. Detektorius generuoja srovės arba įtampos signalą, proporcingą temperatūrai, integruodamas išmatuoto objekto spinduliuotės tankį. Po to prijungtuose elektriniuose komponentuose temperatūros signalas yra tiesinis, spinduliavimo sritis koreguojama ir paverčiama standartiniu išvesties signalu.
Iš esmės yra dviejų tipų nešiojamieji termometrai ir fiksuoti termometrai. Todėl renkantis tinkamą infraraudonųjų spindulių termometrą skirtingiems matavimo taškams, pagrindinės bus šios charakteristikos:
1. Taikiklis
Kolimatorius turi tokį poveikį ir matomas termometro nurodytas matavimo blokas arba matavimo taškas, o kolimatorius dažnai gali būti naudojamas didelio ploto išmatuotiems objektams. Mažiems objektams ir dideliems matavimo atstumams rekomenduojami taikikliai su prietaisų skydelio svarstyklėmis arba lazerio nukreipimo taškais šviesą praleidžiančių lęšių pavidalu.
2. Objektyvas
Lęšis nustato išmatuotą pirometro tašką. Didelio ploto objektams paprastai pakanka pirometro su fiksuotu židinio nuotoliu. Tačiau kai matavimo atstumas yra toli nuo fokusavimo taško, vaizdas matavimo taško krašte bus neaiškus. Dėl šios priežasties geriau naudoti priartinantį objektyvą. Nurodytame priartinimo diapazone termometras gali reguliuoti matavimo atstumą. Naujausias termometras turi priartinantį keičiamą objektyvą. Artimąjį ir tolimąjį objektyvą galima pakartotinai patikrinti be kalibravimo. pakeisti.
3. Jutikliai, ty spektriniai imtuvai
Temperatūra yra atvirkščiai proporcinga bangos ilgiui. Esant žemai objekto temperatūrai, tinka ilgųjų bangų spektro sritims jautrūs jutikliai (karštos plėvelės jutikliai arba piroelektriniai jutikliai), aukštoje temperatūroje bus naudojami trumpoms bangoms jautrūs jutikliai, sudaryti iš germanio, silicio, indžio-galio ir kt. Fotoelektriniai Jutikliai.
Renkantis spektrinį jautrumą, taip pat atsižvelkite į vandenilio ir anglies dioksido sugerties juostas. Tam tikrame bangos ilgio diapazone vadinamasis „atmosferos langas“, H2 ir CO2 yra beveik skaidrūs infraraudoniesiems spinduliams, todėl termometro jautrumas šviesai turi būti šiame diapazone, kad būtų išvengta atmosferos koncentracijos pokyčių įtakos, matuojant. plonos plėvelės ar stiklai, taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad šios medžiagos nėra lengvai prasiskverbiamos per tam tikrą bangos ilgį. Kad išvengtumėte matavimo paklaidos dėl foninio apšvietimo, naudokite tinkamą jutiklį, kuris gauna tik paviršiaus temperatūrą. Metalai turi šią fizinę savybę, o spinduliuotė didėja mažėjant bangos ilgiui. Remiantis patirtimi, metalų temperatūrai matuoti paprastai rinkitės * Trumpą matavimo bangos ilgį.
3. Plėtros tendencija
Kaip ir daugelyje jutimo technologijų sričių, termometrų kūrimo tendencija taip pat yra mažų, išskirtinių formų, apvalūs korpusai su centriniais sriegiais yra idealiausios formos montuoti mašinose ir įrenginiuose, o ši plėtros tendencija yra įgyvendinama nuolat miniatiūruojant elektros komponentai ir didelis skaičiavimas, kad mažesni ir subtilesni elektros komponentai būtų kondensuojami vis mažesnėse erdvėse. Palyginti su ankstesne analogine technologija, detektoriaus signalo tiesinio aukščio tikslumas pagerinamas naudojant mikrovaldiklius, taip pat pagerinant prietaiso tikslumą.
Rinkos tiekimui reikalingas greitas, nebrangus matavimo verčių priėmimas, kuris gali tiesiogiai išvesti temperatūrai proporcingą linijinį srovės / įtampos signalą. Matavimo vertės apdorojimas, pvz., niveliavimo funkcijos, specialus verčių saugojimas arba ribiniai kontaktai bus patalpinti į išmanųjį Ekrane, reguliatoriuje arba SPS (programos valdiklyje), spinduliuotės reguliavimą per išorinį laidą galima reguliuoti už pavojaus zonos ribų, net jei mašina veikia, ir šiuo metu taip pat gali reguliuoti SPS. Naudojant korpuso valdiklius, duomenų magistralės sąsaja dabar gali būti realizuota be jokių problemų, tačiau tinklo ryšys dar nėra realizuotas, o toliau apdorojant signalą ir toliau naudojamas standartinis praeities analoginis signalas. Detektoriaus skyriuje kaip fotoelektrinis jutiklis naudojama nauja medžiaga, kuri įrodo jautrumo ir net raiškos pagerėjimą. Karštos plėvelės jutikliuose naujiems jutikliams reikia tik trumpesnio reguliavimo laiko, naujausi pirometrų su kolimatoriais patobulinimai yra keičiami lęšiai su priartinimu, gali būti keičiami be pakartotinio kalibravimo patikrinimo, naudojami vienodi pagrindai skirtingoms matavimo padėtyse Prietaisai taupo sandėlio valdymo išlaidas.
Ketvirta, pagrindiniai termometro pasirinkimo kriterijai
Termometro naudojimą daugiausia lemia matavimo diapazonas. Nesvarbu, ar tai matavimo įtampa, ar pradinė matavimo srities vertė, ji turi atitikti matavimo darbų reikalavimus. Kuo didesnė matavimo įtampa, tuo mažesnė skiriamoji geba, todėl tikslumas didesnis. Ypač kai pradinė matavimo temperatūros reikšmė yra maža, pasirinkus didelę matavimo įtampą, tikslumas padvigubės, todėl rekomenduojama rinktis kuo mažesnę matavimo įtampą.
Pradinė matavimo srities reikšmė lemia spektro jautrumą, taip pat detektoriaus tipą. Matavimo paklaida akivaizdžiai mažesnė nei ilgųjų bangų jutiklio trumpųjų bangų jutiklyje dėl netinkamo spinduliavimo koeficiento reguliavimo, todėl karštos plėvelės jutiklis (8 ~ 14 μm) 800 laipsnių kampu, matavimo paklaidą sukelia neteisingas spinduliavimo koeficientas bus penkis kartus didesnis nei germanio fotodiodo jutiklio (1,1–1,6 μm). Leistinas germanio fotodiodo jutiklio matavimo diapazonas yra nuo maždaug 250 laipsnių C.
