Principio de medición estándar y tendencia de desarrollo del termómetro infrarrojo.
Hay muchas ventajas en la medición de temperatura sin contacto con un termómetro infrarrojo, y sus aplicaciones van desde objetos pequeños o difíciles de alcanzar hasta productos químicos corrosivos y superficies sensibles. Este artículo discutirá esta ventaja, dará la decisión de la elección correcta del termómetro infrarrojo, etc. para ilustrar el ámbito de aplicación. Debido al movimiento de átomos y moléculas, cada objeto irradiará ondas electromagnéticas. La longitud de onda o rango espectral más importante para la medición de temperatura sin contacto es 0.2 a 2.0 μm. Los rayos naturales en este rango se denominan radiación térmica o rayos infrarrojos.
Un instrumento de prueba para medir la temperatura mediante rayos infrarrojos radiados por un objeto de prueba se denomina termómetro de radiación, termómetro de radiación o termómetro infrarrojo según la norma industrial alemana DIN16160. Estas designaciones también se aplican a aquellos instrumentos que miden la temperatura mediante la radiación coloreada visible radiada por un cuerpo y que derivan la temperatura de las densidades radiantes espectrales relativas.
Primero, las ventajas de la medición de temperatura con termómetro infrarrojo.
La medición de temperatura sin contacto mediante la recepción de rayos infrarrojos emitidos por el objeto a medir tiene muchas ventajas. De esta forma, se pueden medir sin problemas objetos de difícil acceso o en movimiento, como materiales con malas propiedades de transferencia de calor o baja capacidad calorífica. El brevísimo tiempo de respuesta del termómetro de infrarrojos permite una regulación rápida y eficaz del bucle. Los termómetros no tienen piezas de desgaste, por lo que no hay costos continuos como los hay con los termómetros. Especialmente para medir objetos pequeños, como la medición por contacto, habrá un gran error de medición debido a la conductividad térmica del objeto. Aquí, el termómetro se puede utilizar sin problemas y para productos químicos agresivos o superficies sensibles, como rieles pintados, de papel y de plástico. A través de la medición de control remoto de larga distancia, puede mantenerse alejado del área peligrosa, para que el operador no esté en peligro.
2. Estructura principal del termómetro infrarrojo
Los rayos infrarrojos recibidos del objeto medido se enfocan en el detector a través de la lente a través del filtro. El detector genera una señal de corriente o voltaje proporcional a la temperatura a través de la integración de la densidad de radiación del objeto medido. En los componentes eléctricos conectados posteriormente, la señal de temperatura se linealiza, el área de emisividad se corrige y se convierte en una señal de salida estándar.
En principio, existen dos tipos de termómetros portátiles y termómetros fijos. Por tanto, a la hora de elegir un termómetro infrarrojo adecuado para diferentes puntos de medida, las siguientes características serán las principales:
1. Apuntador
El colimador tiene este efecto, y se puede ver el bloque de medición o el punto de medición apuntado por el termómetro, y el colimador a menudo se puede usar para objetos medidos de gran área. Para objetos pequeños y largas distancias de medición, se recomiendan miras con escalas en el panel de instrumentos o puntos de puntería láser en forma de lentes transmisoras de luz.
2. Lente
La lente determina el punto medido del pirómetro. Para objetos de gran superficie, por lo general es suficiente un pirómetro con una distancia focal fija. Pero cuando la distancia de medición está lejos del punto de enfoque, la imagen en el borde del punto de medición no será clara. Por esta razón, es mejor usar una lente de zoom. Dentro del rango de zoom dado, el termómetro puede ajustar la distancia de medición. El último termómetro tiene una lente reemplazable con zoom. La lente cercana y la lente lejana se pueden volver a verificar sin calibración. reemplazar.
3. Sensores, es decir, receptores espectrales
La temperatura es inversamente proporcional a la longitud de onda. A bajas temperaturas del objeto, son adecuados sensores sensibles a regiones espectrales de onda larga (sensores de película caliente o sensores piroeléctricos), a altas temperaturas, se utilizarán sensores sensibles a onda corta compuestos de germanio, silicio, indio-galio, etc. Fotoeléctrico sensores
Al seleccionar la sensibilidad espectral, considere también las bandas de absorción para el hidrógeno y el dióxido de carbono. En un cierto rango de longitud de onda, la llamada "ventana atmosférica", el H2 y el CO2 son casi transparentes a los rayos infrarrojos, por lo que la sensibilidad a la luz del termómetro debe estar dentro de este rango para excluir la influencia de los cambios de concentración atmosférica, al medir películas delgadas o vidrios, también se debe considerar que estos materiales no se penetran fácilmente dentro de una cierta longitud de onda. Para evitar el error de medición causado por la luz de fondo, utilice un sensor adecuado que solo reciba la temperatura de la superficie. Los metales tienen esta propiedad física y la emisividad aumenta con la disminución de la longitud de onda. Por experiencia, para medir la temperatura de los metales, generalmente elija * Longitud de onda de medición corta.
3. Tendencia de desarrollo
Como en muchos campos de la tecnología de detección, la tendencia de desarrollo de los termómetros también se dirige hacia formas pequeñas y exquisitas, las carcasas redondas con roscas centrales son las formas más ideales para la instalación en máquinas y equipos, y esta tendencia de desarrollo se realiza a través de la miniaturización continua de la energía eléctrica. componentes y alto cálculo para hacer componentes eléctricos más pequeños y delicados condensados en espacios cada vez más pequeños. En comparación con la tecnología analógica anterior, la precisión de la altura de linealización de la señal del detector se mejora mediante la aplicación de microcontroladores, lo que también mejora la precisión del instrumento.
El suministro del mercado requiere una recepción de valores de medición rápida y económica, que pueda generar directamente una señal de corriente/voltaje lineal proporcional a la temperatura. El procesamiento de valores de medición, como las funciones de nivelación, el almacenamiento de valores especiales o los contactos de límite se colocarán en la pantalla inteligente, regulador o SPS (controlador de programa), el ajuste de emisividad a través del cable externo se puede ajustar fuera de la zona de peligro, incluso si la máquina está funcionando, y también puede ser ajustada por el SPS en este momento. Mediante el uso de controles corporales, la interfaz del bus de datos ahora se puede realizar sin ningún problema, pero la conexión de red aún no se ha realizado y el procesamiento continuo de la señal continúa utilizando la señal analógica estándar del pasado. En la sección del detector, se utiliza un nuevo material como sensor fotoeléctrico, lo que demuestra la mejora de la sensibilidad e incluso la mejora de la resolución. En los sensores de película caliente, los nuevos sensores requieren solo tiempos de ajuste más cortos, los últimos desarrollos en pirómetros con colimadores, son lentes intercambiables con zoom, se pueden reemplazar sin volver a verificar la calibración, usan la misma base para diferentes posiciones de medición Los instrumentos ahorran costos de gestión de almacén.
Cuarto, los principales criterios para seleccionar un termómetro.
El uso del termómetro está determinado principalmente por el rango de medición. Ya sea el voltaje de medición o el valor inicial del área de medición, debe estar en línea con los requisitos del trabajo de medición. Cuanto mayor es el voltaje de medición, menor es la resolución, por lo que la precisión es mayor. Especialmente cuando el valor inicial de la temperatura de medición es bajo, la precisión se duplicará si se selecciona un voltaje de medición grande, por lo que se recomienda seleccionar el voltaje de medición más pequeño posible.
El valor inicial del área de medida determina la sensibilidad del espectro, así como el tipo de detector. El error de medición es obviamente más pequeño que el del sensor de onda larga en el sensor de onda corta debido al ajuste incorrecto de la emisividad, por lo que el sensor de película caliente (8 ~ 14 μm) a 800 grados, el error de medición causado por el el ajuste incorrecto de la emisividad será cinco veces mayor que el del sensor de fotodiodo de germanio (1,1~1,6 μm). El rango de medición permisible del sensor de fotodiodo de germanio es de aproximadamente 250 grados C.
