Показатели работы термометра
Диапазон измерения температуры: каждый тип термометра имеет свой собственный диапазон измерения температуры, не слишком узкий и не слишком широкий. Вообще говоря, чем уже диапазон измерения температуры, тем выше разрешение выходного сигнала для контроля температуры. Точность и надежность решаются легко. Если диапазон измерения температуры слишком широк, точность измерения температуры будет снижена.
Рабочая длина волны: Согласно закону излучения черного тела, изменение энергии излучения, вызванное температурой в коротковолновой полосе спектра, будет превышать изменение энергии излучения, вызванное ошибкой коэффициента излучения. Поэтому при измерении температуры лучше максимально использовать коротковолновый, но при этом необходимо учитывать коэффициенты излучательной способности в сочетании с обнаруживаемым объектом:
Коэффициент излучения и свойства поверхности материала мишени определяют длину волны спектрального отклика пирометра, а для материалов из сплавов с высоким коэффициентом отражения коэффициент излучения низкий или варьируется. В области высоких температур длина волны jia для измерения металлических материалов близка к инфракрасной, и можно выбрать {{0}},8~1,0 мкм. Другие температурные зоны можно выбрать 1,6, 2,2 и 3,9 мкм. Поскольку некоторые материалы прозрачны на определенной длине волны, инфракрасная энергия будет проникать через эти материалы, и для этого материала должны быть выбраны специальные длины волн, например, для измерения внутренней температуры стекла с длинами волн 1,0, 2,2 и 3,9 мкм. (испытываемое стекло должно быть очень толстым, иначе оно будет проходить насквозь); 5,0 мкм используется для измерения температуры поверхности стекла; 8~14 мкм подходит для измерения области низких температур, 3,43 мкм используется для измерения полиэтиленовой пластиковой пленки, 4,3 или 7,9 мкм для полиэстера, а толщина превышает 0,4 мм. 8~14 мкм, например, измерение CO в пламени с узкой полосой 4,64 мкм, измерение NO2 в пламени с 4,47 мкм и т. д.
Размер пятна: площадь точки измерения термометра называется «размером пятна». Для получения наилучших показаний температуры расстояние между термометром и испытуемым объектом должно иметь подходящий диапазон. Чем дальше расстояние от цели, тем больше размер пятна. Поэтому при применении следует обращать внимание на отношение расстояния к размеру пятна или D:S. При определении расстояния измерения следует позаботиться о том, чтобы диаметр мишени был равен или больше размера измеренного пятна. Если цель меньше, чем размер измеряемой точки, термометр будет одновременно измерять температуру фонового объекта, снижая точность показаний.
Инфракрасные термометры можно разделить на одноцветные термометры и двухцветные термометры (радиационные колориметрические термометры) по принципу. Для монохроматического термометра при измерении температуры площадь измеряемой мишени должна заполнять поле зрения термометра. Обычно рекомендуется, чтобы измеренный размер цели превышал 50 процентов поля зрения. Если размер цели меньше поля зрения, энергия фонового излучения попадет в поле зрения термометра и будет мешать показаниям температуры, вызывая ошибки. Для двухцветного пирометра температура определяется соотношением лучистой энергии в двух независимых диапазонах длин волн. Поэтому, когда измеряемая цель слишком мала, чтобы заполнить поле зрения, а на пути измерения присутствуют дым, пыль и препятствия, которые ослабляют энергию излучения, это не окажет существенного влияния на результаты измерения. Для мелких целей, движущихся или вибрирующих, иногда движущихся в поле зрения или частично выходящих из поля зрения, в этих условиях целесообразнее использовать двухцветный термометр. Если наведение непосредственно между термометром и мишенью невозможно, а измерительный канал искривлен, сужен, заблокирован и т. д., целесообразно выбрать двухцветный оптоволоконный термометр. Это связано с их малым диаметром, гибкостью и способностью передавать оптическую лучистую энергию по изогнутым, заблокированным и складчатым каналам, что позволяет измерять труднодоступные цели, в суровых условиях или вблизи электромагнитных полей.
Фактор расстояния (оптическое разрешение) определяется отношением D:S, которое представляет собой отношение расстояния D между зондом пирометра до цели и диаметра пятна. Если термометр должен быть установлен далеко от цели из-за условий окружающей среды и для измерения небольших целей, следует выбрать термометр с высоким оптическим разрешением. Чем выше оптическое разрешение, тем больше соотношение D:S. Если термометр находится далеко от цели, а цель мала, следует выбрать термометр с высоким коэффициентом расстояния. Для пирометра с фиксированным фокусным расстоянием пятно в фокусе оптической системы мало, а вблизи и вдали от фокуса пятно будет увеличиваться. Есть два фактора расстояния. Следовательно, для точного измерения температуры на расстояниях, близких к фокусу и вдали от него, размер измеряемой мишени должен быть больше размера пятна в фокусе. Зум-термометр имеет небольшое положение фокусировки, которое можно регулировать в зависимости от расстояния до цели. Если D:S увеличить, полученная энергия уменьшится. Если приемную апертуру не увеличить, коэффициент расстояния D:S будет трудно увеличить.
Время отклика: Указывает скорость реакции инфракрасного термометра на измеренное изменение температуры, определяемое как время, необходимое для 95 процентов энергии после достижения показания, которое связано с постоянной времени фотодетектора, схемы обработки сигнала и системы отображения. . Если скорость движения цели очень высока или при измерении быстро нагревающейся цели следует выбрать быстродействующий инфракрасный термометр, в противном случае не будет достигнут достаточный отклик сигнала, и точность измерения будет снижена. Для стационарных или целевых тепловых процессов, в которых существует тепловая инерция, время отклика пирометра можно уменьшить. Следовательно, выбор времени отклика инфракрасного термометра должен быть адаптирован к ситуации измеряемой цели, в основном на основе скорости движения цели и скорости изменения температуры цели. Для стационарных целей или целей из-за тепловой инерции, или там, где скорость существующего оборудования управления ограничена, время отклика пирометра может быть уменьшено.
Функция обработки сигнала: Ввиду разницы между дискретными процессами (такими как производство деталей) и непрерывными процессами, инфракрасные термометры должны иметь различные функции обработки сигналов (такие как удержание пика, удержание минимума, среднее значение), например, когда измеряя температуру бутылок на конвейерной ленте, необходимо использовать функцию удержания пика для передачи выходного сигнала ее температуры на контроллер, иначе термометр будет считывать нижнее значение температуры между бутылками. Если используется пиковое удержание, время отклика термометра должно быть установлено немного больше, чем временной интервал между бутылками, чтобы по крайней мере одна бутылка всегда находилась под измерением.
