Principii de măsurare Standarde și exemple de aplicare ale termometrelor cu infraroșu
Există multe avantaje în utilizarea unui termometru cu infraroșu pentru măsurarea temperaturii fără contact, variind de la obiecte mici sau greu accesibile până la substanțe chimice corozive și materiale sensibile de suprafață. Acest articol va discuta acest avantaj și va explica domeniul de aplicare al determinării alegerii corecte a termometrului cu infraroșu. Datorită mișcării atomilor și moleculelor, fiecare obiect emite unde electromagnetice, iar lungimea de undă sau intervalul spectral cel mai important pentru măsurarea temperaturii fără contact este între 0.2 și 2.0 μ M. razele naturale din acest interval sunt denumite radiații termice sau radiații infraroșii.
Instrumentul de testare pentru măsurarea temperaturii prin radiația infraroșie a obiectului măsurat se numește termometru cu radiații, termometru cu radiații sau termometru cu infraroșu conform standardului industrial german DIN16160. Aceste denumiri se aplică și instrumentelor care măsoară temperatura folosind raze colorate vizibile emise de obiectul măsurat, precum și instrumentelor care derivă temperatura din densitatea relativă a radiației spectrale.
Avantajele măsurării temperaturii cu ajutorul termometrelor cu infraroșu
Există multe avantaje ale măsurării temperaturii fără contact prin primirea radiației infraroșii de la obiectul măsurat. În acest fel, măsurătorile de temperatură pot fi efectuate fără probleme pentru obiectele greu de atins sau de mișcat, cum ar fi materiale cu performanțe slabe de transfer de căldură sau capacitate termică foarte mică. Timpul scurt de răspuns al termometrului cu infraroșu poate realiza rapid o ajustare eficientă a circuitului. Termometrul nu are componente care se pot uza, deci nu există costuri continue precum utilizarea unui termometru. În special în cazul obiectelor măsurate foarte mici, cum ar fi utilizarea măsurării prin contact, conductivitatea termică a obiectului va duce la erori semnificative de măsurare. Nu există nicio îndoială că termometrele pot fi folosite aici, precum și pentru substanțe chimice corozive sau suprafețe sensibile, cum ar fi pe vopsea, hârtie și șine de plastic. Prin măsurarea telecomenzii, este posibil să stai departe de zonele periculoase, făcând operatorii să nu fie periculoși.
Principiul și construcția termometrului cu infraroșu
Focalizează infraroșul primit de la obiectul măsurat pe detector printr-o lentilă și un filtru. Detectorul generează un semnal de curent sau tensiune proporțional cu temperatura prin integrarea densității de radiație a obiectului măsurat. În componentele electrice conectate, semnalul de temperatură este liniarizat, regiunea de emisivitate este corectată și convertită într-un semnal de ieșire standard.
În principiu, există două tipuri de detectoare de temperatură: detectoare portabile de temperatură și detectoare fixe de temperatură. Prin urmare, atunci când selectați un detector de temperatură în infraroșu potrivit pentru diferite puncte de măsurare, următoarele caracteristici vor fi principalele:
1. Colimator
Colimatorul are această funcție, iar blocul sau punctul de măsurare la care face referire termometrul poate fi văzut. Zone mari ale obiectului măsurat pot fi adesea fără colimator. La măsurarea obiectelor mici și a distanțelor îndepărtate, se recomandă folosirea unei vederi sub forma unei oglinzi transparente cu o scară de bord sau un punct de îndreptare cu laser.
2. Lentila
Lentila determină punctul măsurat al termometrului. Pentru obiectele mari, un termometru cu o distanță focală fixă este în general suficient. Dar când distanța de măsurare este departe de punctul focal, imaginea marginii punctului de măsurare va fi neclară. Din acest motiv, este mai bine să folosiți un obiectiv cu zoom. În intervalul de zoom dat, termometrul poate regla distanța de măsurare. Noul termometru are o lentilă înlocuibilă cu zoom, iar lentilele de aproape și de departe pot fi înlocuite fără calibrare și reinspecție.
3. Senzori, adică receptoare spectrale
Atunci când se selectează sensibilitatea spectrală, ar trebui să se ia în considerare și benzile spectrale de absorbție ale hidrogenului și dioxidului de carbon. Într-un anumit interval de lungimi de undă, cunoscut sub numele de „fereastra atmosferică”, H2 și CO2 aproape pătrund în lumina infraroșie. Prin urmare, sensibilitatea termometrului la variația luminii trebuie să fie în acest interval pentru a exclude impactul modificărilor concentrației atmosferice. Când se măsoară filmele subțiri sau sticla, este necesar să se ia în considerare și materialele care nu sunt ușor de pătruns într-un anumit interval de lungimi de undă. Pentru a evita erorile de măsurare cauzate de lumina de fundal, se folosesc senzori corespunzători care primesc doar temperatura suprafeței. Metalele au această caracteristică fizică, iar emisivitatea crește odată cu scăderea lungimii de undă. Pe baza experienței, măsurarea temperaturii metalelor alege, în general, o lungime de undă de măsurare mai scurtă.
