Kızılötesi termometre için ölçüm prensibi standardı
Kızılötesi termometre ile temassız sıcaklık ölçümünün birçok avantajı vardır ve uygulamaları küçük veya ulaşılması zor nesnelerden aşındırıcı kimyasallara ve hassas yüzeylere kadar uzanır. Bu makale, uygulamanın kapsamını göstermek için bu avantajı tartışacak, doğru kızılötesi termometre seçiminin kararlılığını vb. açıklayacaktır. Her nesne, atomların ve moleküllerin hareketinden dolayı elektromanyetik dalgalar yayar ve temassız sıcaklık ölçümü için en önemli dalga boyu veya spektral aralık 0,2 ila 2,0 μm'dir. Bu aralıktaki doğal ışınlara termal radyasyon veya kızılötesi ışınlar denir.
Bir test nesnesinden yayılan kızılötesi ışınlarla sıcaklık ölçümü yapan bir test aleti, Alman Endüstri Standardı DIN16160'a göre radyasyon termometresi, radyasyon termometresi veya kızılötesi termometre olarak adlandırılır. Bu adlandırmalar, sıcaklığı bir cisim tarafından yayılan görünür renkli radyasyonla ölçen ve sıcaklığı bağıl spektral ışıma yoğunluklarından türeten aletler için de geçerlidir.
İlk olarak, kızılötesi termometre sıcaklık ölçümünün avantajları
Ölçülecek nesneden yayılan kızılötesi ışınları alarak temassız sıcaklık ölçümü birçok avantaja sahiptir. Bu sayede, zayıf ısı transfer özelliklerine veya düşük ısı kapasitesine sahip malzemeler gibi ulaşılması zor veya hareketli nesneler sorunsuz bir şekilde ölçülebilir. Kızılötesi termometrenin çok kısa tepki süresi, döngünün hızlı ve verimli bir şekilde düzenlenmesini sağlar. Termometrelerin aşınan parçaları yoktur, bu nedenle termometrelerde olduğu gibi devam eden maliyetler yoktur. Özellikle temas ölçümü gibi ölçülecek küçük nesneler için, nesnenin termal iletkenliği nedeniyle büyük bir ölçüm hatası olacaktır. Burada termometre sorunsuz ve agresif kimyasallar veya boyalı, kağıt ve plastik raylar gibi hassas yüzeyler için kullanılabilir. Uzun mesafeli uzaktan kumanda ölçümü sayesinde operatörün tehlikede olmaması için tehlikeli bölgeden uzak durabilir.
2. Kızılötesi termometrenin temel yapısı
Ölçülen nesneden alınan kızılötesi ışınlar, filtre aracılığıyla mercek vasıtasıyla dedektöre odaklanır. Dedektör, ölçülen nesnenin radyasyon yoğunluğunun entegrasyonu yoluyla sıcaklıkla orantılı bir akım veya voltaj sinyali üretir. Daha sonra bağlanan elektrikli bileşenlerde, sıcaklık sinyali doğrusallaştırılır, emisyon alanı düzeltilir ve standart bir çıkış sinyaline dönüştürülür.
Prensip olarak, iki tip portatif termometre ve sabit termometre vardır. Bu nedenle, farklı ölçüm noktaları için uygun bir kızılötesi termometre seçerken, aşağıdaki özellikler ana özellikler olacaktır:
1. Nişancı
Kolimatörün bu etkisi vardır ve termometrenin işaret ettiği ölçüm bloğu veya ölçüm noktası görülebilir ve kolimatör genellikle geniş alanlı ölçülen nesneler için kullanılabilir. Küçük nesneler ve uzun ölçüm mesafeleri için gösterge paneli ölçekleri veya ışık ileten mercekler şeklinde lazer işaretleme noktaları olan nişangahlar önerilir.
2. Objektif
Lens, pirometrenin ölçülen noktasını belirler. Geniş alanlı nesneler için, sabit odak uzaklığına sahip bir pirometre genellikle yeterlidir. Ancak ölçüm mesafesi odak noktasından uzak olduğunda, ölçüm noktasının kenarındaki görüntü net olmayacaktır. Bu nedenle yakınlaştırma lensi kullanmak daha iyidir. Verilen yakınlaştırma aralığında, termometre ölçüm mesafesini ayarlayabilir. En yeni termometre, yakınlaştırılabilen değiştirilebilir bir merceğe sahiptir. Yakın mercek ve uzak mercek kalibrasyon yapılmadan yeniden kontrol edilebilir. yer değiştirmek.
3. Sensörler, yani spektral alıcılar
Sıcaklık dalga boyu ile ters orantılıdır. Düşük nesne sıcaklıklarında, uzun dalga spektral bölgesine duyarlı sensörler (sıcak film sensörleri veya piroelektrik sensörler) uygundur ve yüksek sıcaklıklarda, germanyum, silikon, indiyum-galyum vb.'den oluşan kısa dalgaya duyarlı sensörler kullanılacaktır. kullanılmış. Fotoelektrik Sensörler.
Spektral duyarlılığı seçerken, hidrojen ve karbon dioksit için absorpsiyon bantlarını da göz önünde bulundurun. Belirli bir dalga boyu aralığında, sözde "atmosferik pencere", H2 ve CO2 kızılötesi ışınlara karşı neredeyse şeffaftır, bu nedenle, ölçüm yaparken atmosferik konsantrasyon değişikliklerinin etkisini dışlamak için termometrenin ışık hassasiyeti bu aralık içinde olmalıdır. ince filmler veya camlar, bu malzemelerin belirli bir dalga boyunda kolayca nüfuz etmedikleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Arka plan ışığının neden olduğu ölçüm hatasını önlemek için yalnızca yüzey sıcaklığını alan uygun bir sensör kullanın. Metaller bu fiziksel özelliğe sahiptir ve dalga boyunun azalmasıyla yayma gücü artar. Deneyime göre, metallerin sıcaklığını ölçmek için genellikle * Kısa ölçüm dalga boyunu seçin.
3. Gelişme eğilimi
Birçok algılama teknolojisi alanında olduğu gibi, termometrelerin gelişme eğilimi de küçük, zarif şekillere yöneliktir, merkezi dişli yuvarlak kabuklar, makinelere ve ekipmanlara kurulum için en ideal şekillerdir ve bu gelişme eğilimi, elektrikli cihazların sürekli minyatürleştirilmesi yoluyla Gerçekleşmedir. giderek daha küçük alanlarda yoğunlaşan daha küçük ve daha hassas elektrikli bileşenler yapmak için bileşenler ve yüksek hesap. Geçmiş analog teknoloji ile karşılaştırıldığında, dedektör sinyalinin doğrusallaştırma yüksekliğinin hassasiyeti, mikro denetleyicilerin uygulanmasıyla iyileştirilir, böylece cihazın doğruluğu da artar.
Piyasa arzı, doğrudan sıcaklıkla orantılı, doğrusal bir akım/gerilim sinyali verebilen hızlı, ucuz ölçüm değeri alımı gerektirir. Tesviye fonksiyonları, özel değer depolama veya sınır kontakları gibi ölçüm değeri işleme, akıllı Ekran, regülatör veya SPS (program denetleyicisi) üzerine yerleştirilecektir, kablonun harici bağlantısı yoluyla emisivite ayarı tehlike bölgesinin dışında olabilir , makine çalışıyor olsa bile düzeltilebilir ve bu sırada SPS tarafından da ayarlanabilir. Vücut kontrollerinin kullanılması sayesinde, veri yolu arabirimi artık sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilebilir, ancak ağ bağlantısı henüz gerçekleştirilmemiştir ve sinyalin sürekli işlenmesi, geçmişin standart analog sinyalini kullanmaya devam eder. Dedektör bölümünde, fotoelektrik sensör olarak kullanılan yeni bir malzeme, hassasiyetin ve hatta çözünürlüğün iyileştirildiğini kanıtlıyor. Sıcak film sensörlerinde, yeni sensörler yalnızca daha kısa ayarlama süreleri gerektirir, kolimatörlü pirometrelerdeki en son gelişmeler, yakınlaştırmalı değiştirilebilir lenslerdir, kalibrasyon yeniden kontrolleri olmadan değiştirilebilir, farklı ölçüm konumları için aynı temeli kullanır Aletler depo yönetimi maliyetlerinden tasarruf sağlar.
Dördüncüsü, bir termometre seçmek için ana kriterler
Termometrenin kullanımı esas olarak ölçüm aralığına göre belirlenir. İster ölçüm voltajı, ister ölçüm yapılacak alanın başlangıç değeri olsun, ölçüm işinin gereklerine uygun olmalıdır. Ölçüm voltajı ne kadar büyükse, çözünürlük o kadar küçük olur, bu nedenle doğruluk daha yüksektir. Özellikle ölçüm sıcaklığının başlangıç değeri düşük olduğunda, büyük bir ölçüm voltajı seçilirse doğruluk iki katına çıkacaktır, bu nedenle mümkün olan en küçük ölçüm voltajının seçilmesi önerilir.
