Infrapunalämpötilan mittausteknologialla on tärkeä rooli tuotteiden laadunvalvonnassa ja seurannassa, laitteiden online-vikojen diagnosoinnissa, turvasuojauksessa ja energiansäästössä. Kahden viime vuosikymmenen aikana kosketuksettomat infrapunalämpömittarit ovat kehittyneet teknologiassa nopeasti, niiden suorituskykyä on jatkuvasti parannettu, niiden käyttöaluetta on jatkuvasti laajennettu ja niiden markkinaosuus on kasvanut vuosi vuodelta. Kosketuslämpötilan mittausmenetelmään verrattuna infrapunalämpötilan mittauksen etuna on nopea vasteaika, kosketukseton, turvallinen käyttö ja pitkä käyttöikä.
Baytek (Lei Tai) yhtiön kosketuksettomien infrapunasäteilyn lämpötilan mittaustuotteita ovat kannettavat, online- ja skannaussarjat kolmessa sarjassa, ja niissä on useita valinnaisia lisävarusteita ja vastaavia tietokoneohjelmistoja, jokaisella sarjalla on erilaisia malleja ja eritelmiä. Erityyppisten lämpömittareiden joukosta, joilla on eri ominaisuudet, on erittäin tärkeää, että käyttäjät valitsevat oikean infrapunalämpömittarimallin. Tässä on vain ajatusvaiheita, kuinka valita oikein lämpömittarin malli ostajan viitteeksi.
Kuinka infrapunalämpömittarit toimivat
Ryhmä-infrapunalämpömittarin toimintaperiaatteen, teknisten indikaattoreiden, ympäristötyöolosuhteiden, käytön ja huollon ymmärtäminen auttaa käyttäjiä valitsemaan ja käyttämään infrapunalämpömittaria oikein.
Kaikki esineet, joiden lämpötila on korkeampi kuin ** nolla, lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan. Esineen infrapunasäteilyn ominaisuudet – säteilyenergian suuruus ja sen jakautuminen aallonpituuden mukaan – liittyvät läheisesti sen pintalämpötilaan. Siksi mittaamalla kohteen itsensä säteilemää infrapunaenergiaa voidaan määrittää tarkasti sen pintalämpötila, joka on objektiivinen perusta, johon infrapunasäteilyn lämpötilan mittaus perustuu.
Mustan kehon säteilylaki:
Musta kappale on idealisoitu säteilijä, joka absorboi kaikki säteilyenergian aallonpituudet, ei heijasta tai siirrä energiaa ja jonka pinnalla on emissiokyky 1. On syytä huomauttaa, että luonnossa ei ole todellista mustaa kappaletta, mutta infrapunasäteilyn jakautumislain selkeyttämiseksi ja saamiseksi on teoreettisessa tutkimuksessa valittava sopiva malli, joka on ehdotettu kehon ontelosäteilyn kvantisoitu oskillaattorimalli. Planck, joka johtaa Planckin lakiin mustan kappaleen säteilystä, eli mustan kappaleen spektrisäteilystä ilmaistuna aallonpituudella, on kaikkien infrapunasäteilyteorioiden lähtökohta, joten sitä kutsutaan mustan kappaleen säteilylakiksi.
Kohteen emissiivisuuden vaikutus säteilylämpömittariin:
Luonnossa esiintyvät todelliset esineet eivät ole juuri koskaan mustia kappaleita. Kaikkien todellisten esineiden säteilyn määrä ei riipu pelkästään säteilyn aallonpituudesta ja kohteen lämpötilasta, vaan myös kohteen muodostavan materiaalin tyypistä, valmistusmenetelmästä, lämpöprosessista sekä pinnan tilasta ja ympäristöolosuhteista. . Siksi, jotta mustan kappaleen säteilyn laki soveltuisi kaikkiin käytännön esineisiin, on otettava käyttöön materiaalin ominaisuuksiin ja pinnan tilaan liittyvä suhteellisuustekijä, nimittäin emissiokyky. Tämä kerroin kuvaa kuinka lähellä todellisen kohteen lämpösäteily on mustan kappaleen lämpösäteilyä ja sen arvo on nollan ja arvon välillä alle 1. Säteilylain mukaan niin kauan kuin materiaalin emissiokyky tunnetaan , minkä tahansa kohteen infrapunasäteilyn ominaisuudet voidaan tuntea.
Tärkeimmät emissiivisuuteen vaikuttavat tekijät ovat:
Materiaalin tyyppi, pinnan karheus, fysikaalis-kemiallinen rakenne ja materiaalin paksuus jne.
Infrapunasäteilylämpömittaria käytettäessä kohteen lämpötilan mittaamiseen tulee ensin mitata kohteen infrapunasäteily sen aallonpituusalueella ja sen jälkeen laskea mitatun kohteen lämpötila lämpömittarilla. Yksiväriset lämpömittarit ovat verrannollisia säteilyn määrään kaistalla: kaksiväriset lämpömittarit ovat verrannollisia kahden kaistan säteilyn suhteeseen.
Infrapunajärjestelmä:
Infrapunalämpömittari koostuu optisesta järjestelmästä, valoilmaisimesta, signaalivahvistimesta, signaalinkäsittelystä, näytön lähdöstä ja muista osista. Optinen järjestelmä keskittää kohteen infrapunasäteilyenergian näkökenttään, ja näkökentän koon määräävät lämpömittarin optiset osat ja niiden sijainnit. Infrapunaenergia kohdistetaan valoanturiin ja muunnetaan vastaavaksi sähköiseksi signaaliksi. Signaali muunnetaan mitatun kohteen lämpötila-arvoksi vahvistimen ja signaalinkäsittelypiirin korjauksen jälkeen ja korjataan instrumentin sisäisen hoidon algoritmin ja kohteen emissiivisyyden mukaisesti.
Infrapunalämpömittarien valinta voidaan jakaa kolmeen osaan:
Suorituskykyindikaattorit, kuten lämpötila-alue, pisteen koko, työskentelyaallonpituus, mittaustarkkuus, vasteaika jne.; ympäristö ja työolosuhteet, kuten ympäristön lämpötila, ikkuna, näyttö ja lähtö, suojavarusteet jne.; myös muut vaihtoehdot, kuten helppokäyttöisyys, huolto ja kalibrointiteho ja hinta jne., vaikuttavat tiettyyn lämpömittarin valintaan. Teknologian ja jatkuvan kehityksen ansiosta infrapunalämpömittarien parhaat mallit ja uudet edistysaskeleet tarjoavat käyttäjille erilaisia toimivia ja monikäyttöisiä instrumentteja, mikä laajentaa valikoimaa.
Määritä lämpötila-alue:
Lämpötilan mittausalue on lämpömittarin tärkein suorituskykyindeksi. Esimerkiksi Raytekin tuotteet kattavat alueen -50 astetta - plus 3000 astetta, mutta tätä ei voi tehdä yhdentyyppisellä infrapunalämpömittarilla. Jokaisella lämpömittarimallilla on oma lämpötila-alue. Siksi käyttäjän mittaama lämpötila-alue on pidettävä tarkana ja kattavana, ei liian kapeana eikä liian laajana. Mustan kappaleen säteilyn lain mukaan lämpötilan aiheuttama säteilyenergian muutos spektrin lyhyellä aaltoalueella ylittää emissiovirheen aiheuttaman säteilyenergian muutoksen.
Määritä kohdekoko:
Periaatteen mukaan infrapunalämpömittarit voidaan jakaa monokromaattisiin lämpömittareihin ja kaksivärisiin lämpömittareihin (säteilykolorimetrisiin lämpömittareihin). Yksivärisessä lämpömittarissa mitattavan kohteen alueen tulee täyttää lämpömittarin näkökenttä lämpötilan mittauksen aikana. On suositeltavaa, että mitatun kohteen koko ylittää 50 prosenttia näkökentästä. Jos kohteen koko on pienempi kuin näkökenttä, taustasäteilyenergia pääsee lämpömittarin audiovisuaaliseen haaraan häiritsemään lämpötilan mittauslukemaa, mikä johtaa virheisiin. Toisaalta, jos kohde on suurempi kuin lämpömittarin näkökenttä, mittausalueen ulkopuolella oleva tausta ei vaikuta lämpömittariin.
Raytekin kaksivärilämpömittarin lämpötila määräytyy kahden riippumattoman aallonpituuskaistan säteilyenergian suhteen perusteella. Siksi, kun mitattava kohde on pieni eikä täynnä kohdetta ja savun, pölyn ja esteiden esiintyminen mittausreitillä vaimentaa säteilyenergiaa, se ei vaikuta mittaustuloksiin. Vaikka energiaa vaimennettaisiin 95 prosenttia, vaadittu lämpötilan mittaustarkkuus voidaan silti taata. Pienelle, liikkeessä olevalle tai värähtelevälle kohteelle, joka joskus liikkuu näkökentässä tai voi siirtyä osittain pois näkökentästä, näissä olosuhteissa kaksivärisen lämpömittarin käyttö on paras valinta. Jos lämpömittarin ja kohteen välissä on mahdotonta kohdistaa suoraan, mittauskanava on kaareva, kapea, tukkeutunut jne., kaksivärinen kuituoptinen lämpömittari on paras valinta. Tämä johtuu sen pienestä halkaisijasta ja joustavuudesta siirtää optista säteilyenergiaa kaarevien, tukkeutuneiden ja taitettujen kanavien kautta, mikä mahdollistaa vaikeasti saavutettavien, ankarissa olosuhteissa tai lähellä sähkömagneettisia kenttiä olevien kohteiden mittaamisen.
Optisen resoluution (etäisyys ja herkkyys) määrittäminen
Optinen resoluutio määräytyy D:n ja S:n välisen suhteen perusteella, joka on lämpömittarin ja kohteen välisen etäisyyden D suhde mittauspisteen halkaisijaan S. Jos lämpömittari on ympäristön vuoksi asennettava kauas kohteesta olosuhteissa, ja pieniä kohteita on mitattava, tulee valita lämpömittari, jolla on korkea optinen resoluutio. Mitä korkeampi optinen resoluutio, sitä korkeampi D:S-suhde, sitä korkeampi on lämpömittarin hinta.
Määritä aallonpituusalue:
Kohdemateriaalin emissiivisyys ja pintaominaisuudet määräävät lämpömittarin spektrivasteen tai aallonpituuden. Korkean heijastavuuden omaavien metalliseosmateriaalien emissiokyky on alhainen tai vaihteleva. Korkean lämpötilan alueella paras aallonpituus metallimateriaalien mittaamiseen on lähi-infrapuna, ja aallonpituus 0.18-1.0μm voidaan valita. Muut lämpötilavyöhykkeet voivat valita aallonpituuksiksi 1,6 μm, 2,2 μm ja 3,9 μm. Koska jotkin materiaalit ovat läpinäkyviä tietyillä aallonpituuksilla, infrapunaenergia tunkeutuu näihin materiaaleihin, joten tälle materiaalille tulisi valita erityiset aallonpituudet. Esimerkiksi lasin sisälämpötilan mittaamiseen valitaan aallonpituudet 10 μm, 2,2 μm ja 3,9 μm (testattavan lasin tulee olla hyvin paksu, muuten se läpäisee); aallonpituus 5.0 μm valitaan lasin sisäisen lämpötilan mittaamiseen; aallonpituus 8-14 μm sopii matalalle mittausalueelle; Polyeteenimuovikalvon mittaamiseen valitaan aallonpituus 3,43 μm ja polyesterin aallonpituus 4,3 μm tai 7,9 μm. Jos paksuus ylittää 0,4 mm, valitaan aallonpituus 8-14μm; esimerkiksi kapeakaistaista 4.24-4.3 μm aallonpituutta käytetään CO2:n mittaamiseen liekissä, kapeakaistaista 4,64 μm aallonpituutta käytetään CO:n mittaamiseen liekissä ja 4,47 μm aallonpituutta käytetään mittaa N02 liekissä.
Määritä vasteaika:
Vasteaika edustaa infrapunalämpömittarin vastenopeutta mitatun lämpötilan muutokseen, joka määritellään ajaksi, joka tarvitaan saavuttamaan 95 prosenttia maksimilukeman energiasta. Se liittyy valoilmaisimen, signaalinkäsittelypiirin ja näyttöjärjestelmän aikavakioon. Bytekin uuden infrapunalämpömittarin vasteaika voi olla 1 ms. Tämä on paljon nopeampi kuin kosketuslämpötilan mittausmenetelmä. Jos kohteen liikenopeus on erittäin nopea tai nopeaa kuumennuskohdetta mitatessa, tulee valita pikavasteinen infrapunalämpömittari, muuten ei saavuteta riittävää signaalivastetta, mikä heikentää mittaustarkkuutta. Kaikki sovellukset eivät kuitenkaan vaadi nopean vasteen infrapunalämpömittareita. Kiinteissä tai kohdelämpöprosesseissa lämpöinertialla lämpömittarin vasteaikaa voidaan lieventää. Siksi infrapunalämpömittarin vasteajan valinta tulee mukauttaa mitattavan kohteen tilanteeseen.
Signaalinkäsittelytoiminto:
Erillisten prosessien (kuten osien tuotannon) mittaaminen eroaa jatkuvista prosesseista, mikä edellyttää infrapunalämpömittareiden signaalinkäsittelytoimintoja (kuten huipun pito, laakson pito, keskiarvo). Esimerkiksi kuljetinhihnan lasia mitattaessa on käytettävä huippupitoa ja sen lämpötilan lähtösignaali välitetään säätimelle.
Huomioon otettavat ympäristöolosuhteet:
Lämpömittarin ympäristöolosuhteilla on suuri vaikutus mittaustuloksiin, mikä tulee ottaa huomioon ja ratkaista oikein, muuten se vaikuttaa lämpötilan mittaustarkkuuteen ja jopa vaurioittaa lämpömittaria. Kun ympäristön lämpötila on liian korkea ja siellä on pölyä, savua ja höyryä, voidaan käyttää valmistajan toimittamia lisävarusteita, kuten suojavaivoja, vesijäähdytystä, ilmajäähdytysjärjestelmiä ja ilmanpuhdistimia. Nämä lisävarusteet voivat tehokkaasti ratkaista ympäristövaikutukset ja suojata lämpömittaria tarkkaa lämpötilan mittausta varten. Lisävarusteita määritettäessä tulee vaatia standardoituja palveluita mahdollisimman paljon asennuskustannusten vähentämiseksi. Kun savu, pöly tai muut hiukkaset heikentävät mitattua energiasignaalia, kaksivärinen lämpömittari on paras valinta. Kuituoptiset kaksiväriset lämpömittarit ovat paras valinta melussa, sähkömagneettisissa kentissä, tärinässä tai saavuttamattomissa ympäristöolosuhteissa tai muissa ankarissa olosuhteissa.
Suljetuissa tai vaarallisissa materiaaleissa (kuten säiliöissä tai tyhjiölaatikoissa) lämpömittari tarkkailee ikkunan läpi. Materiaalin tulee olla riittävän luja ja läpäistä käytetyn lämpömittarin käyttöaallonpituusalue. On myös selvitettävä, tarvitseeko käyttäjän tarkkailla myös ikkunan läpi, joten valitse sopiva asennuspaikka ja ikkunamateriaali, jotta vältetään keskinäinen vaikutus. Matalissa lämpötiloissa mittaussovelluksissa käytetään ikkunoina yleensä Ge- tai Si-materiaaleja, jotka ovat läpinäkymättömiä näkyvälle valolle, eikä ihmissilmä pysty havaitsemaan kohdetta ikkunan läpi. Jos käyttäjän on kuljettava ikkunakohteen läpi, tulee käyttää optista materiaalia, joka lähettää sekä infrapunasäteilyä että näkyvää valoa. Ikkunamateriaalina tulisi käyttää esimerkiksi optista materiaalia, joka läpäisee sekä infrapunasäteilyä että näkyvää valoa, kuten ZnSe tai BaF2.
Helppokäyttöinen ja helppokäyttöinen:
Infrapunalämpömittarien tulee olla intuitiivisia, helppokäyttöisiä ja käyttäjien helppokäyttöisiä. Niistä kannettava infrapunalämpömittari on pieni, kevyt ja kannettava lämpötilan mittauslaite, joka integroi lämpötilan mittauksen ja näytön ulostulon. Näyttöpaneeli voi näyttää lämpötilan ja tuottaa erilaisia lämpötilatietoja, ja joitain niistä voidaan käyttää kaukosäätimellä tai tietokoneohjelmistolla.
Ankarissa ja monimutkaisissa ympäristöolosuhteissa voidaan asentaa ja konfiguroida helposti järjestelmä, jossa on erillinen lämpötilan mittauspää ja näyttö. Nykyistä ohjauslaitteistoa vastaava signaalin ulostulomuoto voidaan valita.
Infrapunasäteilylämpömittarien kalibrointi:
Infrapunalämpömittarit on kalibroitava, jotta ne näyttävät oikein mitattavan kohteen lämpötilan. Jos käytetty lämpömittari on käytössä toleranssin ulkopuolella, se on palautettava valmistajalle tai huoltoliikkeeseen uudelleenkalibrointia varten.
