Aplicarea termometrului cu infraroșu în producția de laminare din oțel
Compoziția termometrului cu infraroșu
Termometrele cu infraroșu, cunoscute și sub numele de termometre cu radiații infraroșii, determină temperatura obiectului măsurat prin măsurarea radiației electromagnetice a obiectului, care provine din energia conținută în obiect. Pentru aplicațiile industriale ne preocupă radiația infraroșie care se extinde de la lungimile de undă mai scurte ale luminii vizibile la lumina infraroșie de până la 20 μm. Prin urmare, un termometru cu infraroșu (termometru cu radiații) este un dispozitiv care cuantifică energia radiantă și utilizează semnalul electric de ieșire pentru a-și exprima temperatura corespunzătoare.
Termometrele cu infraroșu pot fi, în general, împărțite în patru părți: și anume, sistem optic, detector infraroșu, partea de procesare a semnalului și partea de ieșire a afișajului.
1 Sistem optic
Sistemul optic este o parte importantă a termometrului cu infraroșu. Principalele sale funcții sunt: convergența energiei radiante, țintirea țintei de măsurat, determinarea câmpului vizual al termometrului și un anumit efect de etanșare pe interiorul termometrului.
2 detectoare cu infraroșu
Detectorul cu infraroșu este partea centrală a termometrului cu infraroșu. Detectorul cu infraroșu primește energia radiantă a obiectului măsurat prin lentila obiectivului, transformă energia radiantă într-un semnal electric și, în final, obține temperatura de suprafață a obiectului măsurat prin procesare ulterioară.
3 Procesarea semnalului
Detectorul infraroșu convertește radiația infraroșu într-un semnal electric, care este trimis către partea de procesare a semnalului și este introdus la microprocesor prin preamplificator și conversie A/D. În același timp, semnalul de compensare a temperaturii ambientale este de asemenea introdus în microprocesor, care este liniarizat de către microprocesor. După procesare, compensarea mediului și corecția emisivității, se obține semnalul de ieșire corectat.
4 ieșire afișaj
În aplicațiile practice, semnalul de temperatură furnizat de procesor este utilizat în două moduri: unul este afișarea acestuia prin afișaj; celălalt este de a trimite semnalul de temperatură către sistemul de control industrial pentru a realiza controlul procesului de producție și există, de asemenea, două moduri de a-l folosi în același timp.
Diferite tipuri de termometre pot afișa în timp real valoarea, valoarea maximă, valoarea minimă, valoarea medie, diferența și pot afișa, de asemenea, valoarea de setare a emisivității, valoarea de setare a alarmei etc. După procesarea software-ului, poate afișa și curba de temperatură, harta termică etc. Cele mai frecvent utilizate termometre sunt curentul de ieșire de 0-20mA sau 4-20mA. Dacă este necesar un semnal de tensiune, semnalul de curent poate fi, de asemenea, convertit și scalat.
Selectarea termometrului cu infraroșu
În aplicațiile industriale, există adesea unele medii între pirometru și ținta măsurată, care pot slăbi sau chiar bloca complet radiația energiei de suprafață a țintei măsurate, iar pirometrul poate măsura doar ținta pe care o „vede”. Termometrele noastre fixe utilizate în mod obișnuit includ în principal următoarele categorii:
① Termometrul de bandă largă sau termometrul de bandă largă, intervalul său de răspuns spectral este limitat de sistemul optic, utilizat în principal pentru măsurarea temperaturii scăzute, echipat cu un detector cu o gamă largă de răspuns spectral.
② Selectați termometrul cu bandă, lungimea de undă de răspuns a acestuia este limitată de filtru, iar banda de răspuns a detectorului poate fi selectată în funcție de nevoile aplicației.
③ Termometrul cu undă scurtă poate reduce eroarea de măsurare atunci când emisivitatea se modifică. Unda scurtă menționată aici este relativă și poate avea o lungime de undă de 0.6 μm la o temperatură de 1500K sau o lungime de undă de 3 μm la o temperatură de 300K.
④ Termometrele colorimetrice, cunoscute și sub numele de termometre cu două culori, au rezultate de măsurare mai bune atunci când sunt utilizate în „atmosfere foarte murdare”.
În selectarea termometrului, pe lângă intervalul de temperatură necesar, cei doi parametri ai termometrului „procentul de modificare a temperaturii” și „procentul de modificare a emisivității” sunt, de asemenea, foarte importanți pentru selectarea precisă a termometrului:
① Procentul de modificare a temperaturii termometrului se referă la modificarea valorii de ieșire a obiectului din cauza schimbării temperaturii. Pentru termometrele cu infraroșu, cu cât procentul de modificare a temperaturii este mai mare, cu atât sensibilitatea acestuia este mai mare.
② Procentul de modificare a emisivității se referă la modificarea valorii de ieșire a instrumentului atunci când emisivitatea țintei măsurate se modifică. Deoarece emisivitatea plăcii de oțel se modifică aleatoriu într-un anumit interval la o anumită lungime de undă și temperatură în timpul procesului de laminare a oțelului, modificarea valorii de ieșire a termometrului cauzată de modificarea emisivității nu este schimbarea reală a temperaturii țintei. Prin urmare, este, de asemenea, necesar să se ajusteze procentul de modificare a emisivității.
