Infrapunalämpömittarin mittausperiaatteen standardi ja kehitystrendi
Kosketuksettomalla lämpötilan mittauksella infrapunalämpömittarilla on monia etuja, ja sen käyttökohteet vaihtelevat pienistä tai vaikeapääsyisistä esineistä syövyttäviin kemikaaleihin ja herkkiin pintoihin. Tässä artikkelissa käsitellään tätä etua, annetaan ratkaiseva merkitys infrapunalämpömittarin oikealle valinnalle jne. käyttöalueen havainnollistamiseksi. Atomien ja molekyylien liikkeestä johtuen jokainen esine säteilee sähkömagneettisia aaltoja. Kosketuksettoman lämpötilamittauksen tärkein aallonpituus tai spektrialue on 0.2 - 2.0 μm. Tällä alueella olevia luonnonsäteitä kutsutaan lämpösäteilyksi tai infrapunasäteiksi.
Testilaitetta lämpötilan mittaamiseen testikohteen säteilemällä infrapunasäteellä kutsutaan säteilylämpömittariksi, säteilylämpömittariksi tai infrapunalämpömittariksi saksalaisen teollisuusstandardin DIN16160 mukaisesti. Nämä nimitykset koskevat myös niitä laitteita, jotka mittaavat lämpötilaa kehon säteilemällä näkyvällä värillisellä säteilyllä ja jotka johtavat lämpötilan suhteellisista spektrisäteilytiheyksistä.
Ensinnäkin infrapunalämpömittarin lämpötilamittauksen edut
Kosketuksettomalla lämpötilan mittauksella ottamalla vastaan mitattavasta kohteesta säteileviä infrapunasäteitä on monia etuja. Tällä tavoin vaikeapääsyiset tai liikkuvat esineet voidaan mitata ilman ongelmia, kuten materiaalit, joilla on huonot lämmönsiirtoominaisuudet tai alhainen lämpökapasiteetti. Infrapunalämpömittarin erittäin lyhyt vasteaika mahdollistaa silmukan nopean ja tehokkaan säätelyn. Lämpömittareissa ei ole kuluvia osia, joten niistä ei aiheudu jatkuvia kustannuksia kuten lämpömittareiden kanssa. Erityisesti pienissä mitattavissa kohteissa, kuten kosketusmittauksessa, tulee suuri mittausvirhe kohteen lämmönjohtavuudesta johtuen. Tässä lämpömittaria voidaan käyttää ilman ongelmia ja aggressiivisille kemikaaleille tai herkille pinnoille, kuten maalatuille, paperi- ja muovikiskoille. Kauko-ohjausmittauksen avulla se voi pysyä poissa vaaralliselta alueelta, jotta käyttäjä ei ole vaarassa.
2. Infrapunalämpömittarin periaaterakenne
Mitatusta kohteesta vastaanotetut infrapunasäteet kohdistetaan ilmaisimeen linssin läpi suodattimen läpi. Ilmaisin tuottaa lämpötilaan verrannollisen virta- tai jännitesignaalin integroimalla mitatun kohteen säteilytiheyttä. Sen jälkeen kytketyissä sähkökomponenteissa lämpötilasignaali linearisoidaan, emissioaluetta korjataan ja muunnetaan standardilähtösignaaliksi.
Periaatteessa on olemassa kahdenlaisia kannettavia lämpömittareita ja kiinteitä lämpömittareita. Siksi, kun valitset sopivan infrapunalämpömittarin eri mittauspisteisiin, seuraavat ominaisuudet ovat tärkeimmät:
1. Tähtäin
Kollimaattorilla on tämä vaikutus ja lämpömittarin osoittama mittauskappale tai mittauspiste on nähtävissä ja kollimaattoria voidaan käyttää usein suuren alueen mittauskohteisiin. Pieniä esineitä ja pitkiä mittausetäisyyksiä varten suositellaan tähtäintä kojelaudan asteikolla tai valoa läpäisevien linssien muodossa olevilla laserosoituspisteillä.
2. Linssi
Linssi määrittää pyrometrin mitatun pisteen. Suuripinta-alaisille kohteille riittää yleensä kiinteällä polttovälillä varustettu pyrometri. Mutta kun mittausetäisyys on kaukana tarkennuspisteestä, mittauspisteen reunassa oleva kuva on epäselvä. Tästä syystä on parempi käyttää zoom-objektiivia. Annetulla zoomausalueella lämpömittari voi säätää mittausetäisyyttä. Uusimmassa lämpömittarissa on zoomattava vaihdettava linssi. Lähilinssi ja kaukana oleva linssi voidaan tarkistaa uudelleen ilman kalibrointia. korvata.
3. Anturit eli spektrivastaanottimet
Lämpötila on kääntäen verrannollinen aallonpituuteen. Matalissa kohteen lämpötiloissa pitkän aallon spektrialueille herkät anturit (kuumakalvoanturit tai pyrosähköiset anturit) sopivat, korkeissa lämpötiloissa käytetään lyhytaaltoherkkiä antureita, jotka koostuvat germaniumista, piistä, indium-galliumista jne. Valosähköinen. Anturit.
Kun valitset spektriherkkyyttä, ota huomioon myös vedyn ja hiilidioksidin absorptiokaistat. Tietyllä aallonpituusalueella ns. "ilmakehän ikkuna", H2 ja CO2 ovat lähes läpinäkyviä infrapunasäteille, joten lämpömittarin valoherkkyyden on oltava tällä alueella, jotta ilmakehän pitoisuusmuutosten vaikutus voidaan sulkea pois mittauksen aikana. ohuita kalvoja tai laseja, on myös otettava huomioon, että nämä materiaalit eivät tunkeudu helposti tietyllä aallonpituudella. Taustavalon aiheuttaman mittausvirheen välttämiseksi käytä sopivaa anturia, joka vastaanottaa vain pintalämpötilan. Metalleilla on tämä fysikaalinen ominaisuus, ja emissiokyky kasvaa aallonpituuden pienentyessä. Kokemuksen perusteella metallien lämpötilan mittaamiseksi valitse yleensä * Lyhyt mittausaallonpituus.
3. Kehityssuunta
Kuten monilla anturitekniikan aloilla, myös lämpömittareiden kehityssuunta on kohti pieniä, hienoja muotoja, pyöreät kuoret, joissa on keskikierteet, ovat ihanteellisia muotoja asennettavaksi koneisiin ja laitteisiin, ja tämä kehitystrendi on Toteutuminen tapahtuu sähkölaitteiden jatkuvan miniatyrisoinnin kautta. komponentit ja korkea laskentakyky tehdä pienempiä ja herkempiä sähkökomponentteja tiivistetään pienempiin ja pienempiin tiloihin. Aiempaan analogiseen tekniikkaan verrattuna ilmaisinsignaalin linearisointikorkeuden tarkkuutta parannetaan käyttämällä mikro-ohjaimia, mikä parantaa myös instrumentin tarkkuutta.
Markkinoiden tarjonta edellyttää nopeaa, edullista mittausarvojen vastaanottoa, joka voi lähettää suoraan lämpötilaan verrannollisen lineaarisen virta/jännitesignaalin. Mittausarvojen käsittely, kuten vaaitustoiminnot, erikoisarvojen tallennus tai rajakoskettimet sijoitetaan älykkääseen Näytössä, säätimessä tai SPS:ssä (ohjelmaohjain), emissiivisuuden säätöä ulkoisen kaapelin kautta voidaan säätää vaaravyöhykkeen ulkopuolelle, jopa jos kone on käynnissä, ja myös SPS voi säätää sitä tällä hetkellä. Runkoohjaimien avulla dataväylärajapinta voidaan nyt toteuttaa ilman ongelmia, mutta verkkoyhteyttä ei ole vielä toteutettu ja signaalin jatkokäsittely jatkuu entisen standardianalogisen signaalin avulla. Ilmaisinosassa käytetään uutta materiaalia valosähköisenä anturina, mikä todistaa herkkyyden paranemisen ja jopa resoluution paranemisen. Kuumakalvo-antureissa uudet anturit vaativat vain lyhyempiä säätöaikoja, viimeisin kehitys kollimaattoreilla varustetuissa pyrometreissä, ovat vaihdettavia zoomilla varustettuja linssejä, voidaan vaihtaa ilman kalibroinnin uudelleentarkastuksia, käyttää samaa pohjaa eri mittausasennossa Instrumentit säästävät varaston hallintakustannuksia.
Neljänneksi tärkeimmät kriteerit lämpömittarin valinnassa
Lämpömittarin käyttö määräytyy pääasiassa mittausalueen mukaan. Olipa kyseessä mittausjännite tai mittausalueen alkuarvo, sen tulee olla mittaustyön vaatimusten mukainen. Mitä suurempi mittausjännite on, sitä pienempi on resoluutio, joten tarkkuus on suurempi. Varsinkin kun mittauslämpötilan alkuarvo on alhainen, tarkkuus kaksinkertaistuu, jos valitaan suuri mittausjännite, joten on suositeltavaa valita pienin mahdollinen mittausjännite.
Mittausalueen alkuarvo määrittää spektrin herkkyyden sekä ilmaisimen tyypin. Mittausvirhe on selvästi pienempi kuin lyhytaaltoanturin pitkäaaltoanturin emissiivisyyden väärän säädön vuoksi, joten kuumakalvo-anturi (8~14μm) 800 asteessa, mittausvirhe johtuu väärä emissiivisyyden säätö on viisi kertaa suurempi kuin germanium-fotodioditunnistimen (1,1-1,6 μm). Germaniumvalodiodianturin sallittu mittausalue on noin 250 astetta C.
