Стандарты принципов измерения и примеры применения инфракрасных термометров
Использование инфракрасного термометра для бесконтактного измерения температуры имеет множество преимуществ: от небольших или труднодоступных объектов до агрессивных химикатов и чувствительных поверхностных материалов. В этой статье будет обсуждаться это преимущество и объясняться область применения, позволяющая определить правильный выбор инфракрасного термометра. Из-за движения атомов и молекул каждый объект излучает электромагнитные волны, а наиболее важная длина волны или спектральный диапазон для бесконтактного измерения температуры находится между 0,2 и 2,0 мкм. естественные лучи в этом диапазоне называются тепловым излучением или инфракрасным излучением.
Прибор для измерения температуры инфракрасным излучением измеряемого объекта в соответствии с немецким промышленным стандартом DIN16160 называется радиационным термометром, радиационным термометром или инфракрасным термометром. Эти названия также относятся к приборам, которые измеряют температуру с использованием видимых цветных лучей, испускаемых измеряемым объектом, а также к приборам, которые определяют температуру на основе относительной спектральной плотности излучения.
Преимущества измерения температуры с помощью инфракрасных термометров
Бесконтактное измерение температуры за счет приема инфракрасного излучения от измеряемого объекта имеет множество преимуществ. Таким образом, измерения температуры можно без проблем проводить для объектов, до которых трудно добраться или переместить, например, материалов с плохой теплопередачей или очень малой теплоемкостью. Короткое время отклика инфракрасного термометра позволяет быстро добиться эффективной регулировки цепи. В термометре нет компонентов, которые могут изнашиваться, поэтому нет постоянных затрат, как при использовании термометра. Особенно в случае очень маленьких измеряемых объектов, например, при контактном измерении, теплопроводность объекта приводит к значительным ошибкам измерения. Нет сомнений в том, что здесь можно использовать термометры, а также для измерения агрессивных химикатов или чувствительных поверхностей, таких как краска, бумага и пластиковые дорожки. Благодаря измерениям с дистанционным управлением можно держаться подальше от опасных зон, что делает операторов безопасными.
Принцип и конструкция инфракрасного термометра
Сфокусируйте инфракрасное излучение, полученное от измеряемого объекта, на детекторе через линзу и фильтр. Детектор генерирует сигнал тока или напряжения, пропорциональный температуре, путем интегрирования плотности излучения измеряемого объекта. В подключенных электрических компонентах температурный сигнал линеаризуется, корректируется область излучательной способности и преобразуется в стандартный выходной сигнал.
В принципе, существует два типа датчиков температуры: портативные датчики температуры и стационарные датчики температуры. Поэтому при выборе подходящего инфракрасного датчика температуры для разных точек измерения основными будут следующие характеристики:
1. Коллиматор
Коллиматор имеет эту функцию, и можно увидеть измерительный блок или точку, на которую указывает термометр. Большие площади измеряемого объекта часто можно обойтись без коллиматора. При измерении мелких предметов и дальних расстояний рекомендуется использовать прицел в виде прозрачного зеркала со шкалой приборной панели или лазерной указкой.
2. Объектив
Линза определяет точку измерения термометра. Для крупных объектов обычно достаточно термометра с фиксированным фокусным расстоянием. Но если расстояние измерения находится далеко от фокусной точки, изображение края точки измерения будет нечетким. По этой причине лучше использовать зум-объектив. В пределах заданного диапазона масштабирования термометр может регулировать расстояние измерения. Новый термометр имеет сменную линзу с зумом, причем ближнюю и дальнюю линзы можно заменить без калибровки и повторной проверки.
3. Датчики, т.е. спектральные приемники.
При выборе спектральной чувствительности следует также учитывать спектральные полосы поглощения водорода и углекислого газа. В определенном диапазоне длин волн, известном как «атмосферное окно», H2 и CO2 практически проникают в инфракрасный свет. Поэтому чувствительность термометра к изменению освещенности должна находиться в этом диапазоне, чтобы исключить влияние изменений концентрации в атмосфере. При измерении тонких пленок или стекла также необходимо учитывать материалы, в которые трудно проникнуть в определенном диапазоне длин волн. Чтобы избежать ошибок измерения, вызванных фоновым освещением, используются соответствующие датчики, которые измеряют только температуру поверхности. Металлы обладают этой физической характеристикой, и излучательная способность увеличивается с уменьшением длины волны. Опыт показывает, что при измерении температуры металлов обычно выбирают более короткую длину волны измерения.
