Analyse av moderne anvendelse av infrarød termometerteknologi
Temperaturmålingsprinsippet til det infrarøde termometeret er å konvertere den infrarøde strålingsenergien som sendes ut av objektet til et elektrisk signal. Størrelsen på den infrarøde strålingsenergien tilsvarer temperaturen på selve objektet. I henhold til størrelsen på det konverterte elektriske signalet kan temperaturen på objektet bestemmes. Infrarød temperaturmålingsteknologi er utviklet for å skanne og måle temperaturen på overflaten med termiske endringer, bestemme dets temperaturfordelingsbilde og raskt oppdage skjulte temperaturforskjeller. Dette er det infrarøde varmekameraet. Infrarøde termiske kameraer ble først brukt i militæret. I 2019 utviklet TI Corporation i USA verdens første infrarøde skanningsrekognoseringssystem. Senere ble infrarød termisk bildeteknologi suksessivt brukt i fly, stridsvogner, krigsskip og andre våpen i vestlige land, som et termisk siktesystem for rekognoseringsmål, det forbedrer muligheten til å søke og treffe mål i stor grad. Det infrarøde termiske kameraet produsert av det svenske AGA-selskapet er i en ledende posisjon innen sivil teknologi.
Det infrarøde termometeret er sammensatt av optisk system, fotoelektrisk detektor, signalforsterker, signalbehandling, displayutgang og andre deler. Det optiske systemet samler målenergien for infrarød stråling i sitt synsfelt, og størrelsen på synsfeltet bestemmes av de optiske delene av termometeret og dets posisjon. Infrarød energi fokuseres på en fotodetektor og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal. Signalet går gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, og konverteres til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt korrigert i henhold til algoritmen for den interne behandlingen av instrumentet og emissiviteten til målet.
I naturen sender alle objekter med en temperatur høyere enn absolutt null konstant ut infrarød strålingsenergi til det omkringliggende rommet. Størrelsen på den infrarøde strålingsenergien til et objekt og dets fordeling i henhold til bølgelengden har et veldig nært forhold til overflatetemperaturen. Derfor, ved å måle den infrarøde energien som utstråles av objektet selv, kan overflatetemperaturen bestemmes nøyaktig, som er det objektive grunnlaget for måling av infrarød strålingstemperatur.
En svart kropp er en idealisert radiator, som absorberer alle bølgelengder av strålingsenergi, har ingen refleksjon eller overføring av energi, og har en emissivitet på 1 på overflaten. Imidlertid er praktiske gjenstander i naturen nesten ikke svarte kropper. For å avklare og få fordeling av infrarød stråling må det velges en passende modell i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserte oscillatormodellen av kroppshulestråling foreslått av Planck, og avledet dermed loven om Plancks svarte kroppsstråling, det vil si den svarte kroppens spektralstråling uttrykt ved bølgelengde, som er utgangspunktet for alle teorier om infrarød stråling, så det er kalt loven om svart kroppsstråling. Strålingsmengden til alle faktiske objekter avhenger ikke bare av strålingsbølgelengden og temperaturen til objektet, men også av typen materiale som utgjør objektet, forberedelsesmetoden, den termiske prosessen, overflatetilstanden og miljøforholdene.
Infrarød temperaturmåling bruker en punkt-for-punkt analysemetode, det vil si at termisk stråling fra et lokalt område av objektet er fokusert på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gjennom emissiviteten til det kjente objektet . På grunn av de forskjellige gjenstandene, måleområdene og brukstillfällene, er utseendet og den interne strukturen til infrarøde termometre forskjellige, men den grunnleggende strukturen er generelt lik, hovedsakelig inkludert optisk system, fotodetektor, signalforsterker og signalbehandling, skjermutgang og annet deler. Infrarød stråling som sendes ut av en radiator. Når den kommer inn i det optiske systemet, moduleres den infrarøde strålingen til vekslende stråling av modulatoren, og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal av detektoren. Signalet går gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, og konverteres til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt korrigert i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissiviteten.
Tre kategorier av infrarøde termometre:
(1) Infrarødt termometer for menneskelig bruk: Infrarødt termometer av pannetypen er et termometer som bruker prinsippet om infrarød mottak for å måle menneskekroppen. Når du er i bruk trenger du bare å tilpasse deteksjonsvinduet med pannen, og du kan raskt og nøyaktig måle kroppstemperaturen.
(2) Industrielt infrarødt termometer: Det industrielle infrarøde termometeret måler overflatetemperaturen til objektet, og dens optiske sensor utstråler, reflekterer og overfører energi, og deretter samles energien opp og fokuseres av sonden, og deretter konverteres informasjonen til lesing visning av andre kretser På maskinen er laserlyset utstyrt med denne maskinen mer effektivt til å sikte mot det målte objektet og forbedre målenøyaktigheten.
(3) Infrarøde termometre for dyrehold: Berøringsfrie infrarøde termometre for dyr er basert på Planck-prinsippet, ved nøyaktig å måle kroppsoverflatetemperaturen til spesifikke deler av dyrekroppens overflate, og korrigere temperaturforskjellen mellom kroppsoverflatetemperaturen og den faktiske temperaturen. Kan nøyaktig vise dyrets individuelle kroppstemperatur.
Bestemmelse av bølgelengdeområdet: Emissiviteten og overflateegenskapene til målmaterialet bestemmer spektralresponsen eller bølgelengden til pyrometeret. For legeringsmaterialer med høy reflektivitet er det lav eller varierende emissivitet. I området med høy temperatur er den beste bølgelengden for måling av metallmaterialer nær infrarød, og bølgelengden til {{0}}.18-1.0μm kan velges. Andre temperatursoner kan velge 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bølgelengder. Siden noen materialer er transparente ved en viss bølgelengde, vil infrarød energi trenge gjennom disse materialene, og en spesiell bølgelengde bør velges for dette materialet. For eksempel brukes bølgelengdene 10 μm, 2,2 μm og 3,9 μm for å måle den indre temperaturen i glasset (glasset som skal testes må være veldig tykt, ellers vil det gå gjennom); bølgelengden på 5,0 μm brukes til å måle glassets indre temperatur; ; Et annet eksempel er å måle polyetylenplastfilm med en bølgelengde på 3,43 μm, og polyester med en bølgelengde på 4,3 μm eller 7,9 μm.
Bestem responstiden: Responstiden indikerer reaksjonshastigheten til det infrarøde termometeret til den målte temperaturendringen, som er definert som tiden det tar å nå 95 prosent av energien til den endelige avlesningen, som er relatert til tidskonstanten til fotodetektor, signalbehandlingskrets og displaysystem. Responstiden til det nye infrarøde termometeret kan nå 1ms. Dette er mye raskere enn målemetoden for kontakttemperatur. Hvis bevegelseshastigheten til målet er veldig rask eller ved måling av et hurtigoppvarmende mål, bør et infrarødt termometer med hurtig respons velges, ellers vil ikke tilstrekkelig signalrespons oppnås, og målenøyaktigheten reduseres. Imidlertid krever ikke alle applikasjoner et infrarødt termometer med rask respons. For statiske eller måltermiske prosesser der termisk treghet eksisterer, kan responstiden til pyrometeret lempes. Derfor bør valget av responstiden til det infrarøde termometeret tilpasses situasjonen til det målte målet.
Den optiske oppløsningen bestemmes av forholdet D til S, som er forholdet mellom avstanden D mellom pyrometeret og målet og diameteren S til målepunktet. Hvis termometeret må installeres langt unna målet på grunn av miljøforhold, og et lite mål må måles, bør et termometer med høy optisk oppløsning velges. Jo høyere den optiske oppløsningen, dvs. øke D:S-forholdet, desto høyere koster pyrometeret.
Bestemmelse av bølgelengdeområdet: Emissiviteten og overflateegenskapene til målmaterialet bestemmer spektralresponsen eller bølgelengden til pyrometeret. For legeringsmaterialer med høy reflektivitet er det lav eller varierende emissivitet. I høytemperaturområdet er den beste bølgelengden for måling av metallmaterialer nær infrarødt, og bølgelengden på {{0}}.18-1.{{10}}μm kan være valgt. Andre temperatursoner kan velge 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bølgelengder. Siden noen materialer er transparente ved en viss bølgelengde, vil infrarød energi trenge gjennom disse materialene, og en spesiell bølgelengde bør velges for dette materialet. For eksempel brukes bølgelengdene 1,0 μm, 2,2 μm og 3,9 μm for å måle den indre temperaturen i glasset (glasset som skal testes må være veldig tykt, ellers vil det gå gjennom); bølgelengden på 5,0 μm brukes til å måle glassets indre temperatur; bølgelengden på 8-14 μm brukes for lav måling. Det anbefales; et annet eksempel er å måle bølgelengden på 3,43 μm for polyetylenplastfilm, og bølgelengden på 4,3 μm eller 7,9 μm for polyester.
Bestem responstiden: Responstiden indikerer reaksjonshastigheten til det infrarøde termometeret til den målte temperaturendringen, som er definert som tiden det tar å nå 95 prosent av energien til den endelige avlesningen, som er relatert til tidskonstanten til fotodetektor, signalbehandlingskrets og displaysystem. Responstiden til Guangzhou Hongcheng Hong Kong CEM-merket infrarødt termometer kan nå 1ms. Dette er mye raskere enn kontakttemperaturmålingsmetoder. Hvis bevegelseshastigheten til målet er veldig rask eller ved måling av et hurtigoppvarmende mål, bør et infrarødt termometer med hurtig respons velges, ellers vil ikke tilstrekkelig signalrespons oppnås, og målenøyaktigheten reduseres. Imidlertid krever ikke alle applikasjoner et infrarødt termometer med rask respons. For statiske eller måltermiske prosesser der termisk treghet eksisterer, kan responstiden til pyrometeret lempes. Derfor bør valget av responstiden til det infrarøde termometeret tilpasses situasjonen til det målte målet.
Signalbehandlingsfunksjon: Måling av diskrete prosesser (som produksjon av deler) er forskjellig fra kontinuerlige prosesser, og krever at infrarøde termometre har signalbehandlingsfunksjoner (som topphold, dalhold, gjennomsnittsverdi). For eksempel, når du måler temperaturen på glasset på transportbåndet, er det nødvendig å bruke toppverdien for å holde, og utgangssignalet til temperaturen sendes til kontrolleren.
Hensyn til miljøforhold: Miljøforholdene til termometeret har stor innflytelse på måleresultatene, som bør vurderes og løses på riktig måte, ellers vil det påvirke temperaturmålingens nøyaktighet og til og med forårsake skade på termometeret. Når omgivelsestemperaturen er for høy og det er støv, røyk og damp, kan du velge beskyttelsesdeksel, vannkjøling, luftkjølesystem, luftblåser og annet tilbehør levert av produsenten. Dette tilbehøret kan effektivt håndtere miljøpåvirkninger og beskytte termometeret for nøyaktig temperaturmåling. Når du spesifiserer tilbehør, bør standardiseringsservice bes så mye som mulig for å redusere installasjonskostnadene. Når røyk, støv eller andre partikler reduserer måleenergisignalet, er et tofarget termometer det beste valget. Under støy, elektromagnetisk felt, vibrasjon eller utilgjengelige miljøforhold, eller andre tøffe forhold, er det fiberoptiske tofargetermometeret det beste valget.
I applikasjoner med forseglede eller farlige materialer som beholdere eller vakuumkamre, ser pyrometeret gjennom et vindu. Materialet må være sterkt nok og passere gjennom driftsbølgelengdeområdet til pyrometeret som brukes. Bestem også om operatøren også trenger å observere gjennom vinduet, så velg riktig installasjonssted og vindusmateriale for å unngå gjensidig påvirkning. I lavtemperaturmålingsapplikasjoner brukes vanligvis Ge- eller Si-materialer som vinduer, som er ugjennomsiktige for synlig lys, og det menneskelige øyet kan ikke observere målet gjennom vinduet. Hvis operatøren trenger å passere gjennom vindusmålet, bør et optisk materiale som overfører både infrarød stråling og synlig lys brukes. For eksempel bør et optisk materiale som overfører både infrarød stråling og synlig lys brukes som vindusmateriale, slik som ZnSe eller BaF2.
Enkel betjening og enkel bruk: Infrarøde termometre skal være intuitive, enkle å betjene og enkle å bruke av operatører. Blant dem er bærbare infrarøde termometre små, lette og bæres av mennesker som integrerer temperaturmåling og displayutgang. Temperaturmåleinstrumenter kan vise temperatur og gi forskjellig temperaturinformasjon på displaypanelet, og noen kan betjenes av fjernkontroll eller dataprogram.
Ved tøffe og kompliserte miljøforhold kan et system med separat temperaturmålehode og display velges for enkel installasjon og konfigurering. Signalutgangsformen som samsvarer med gjeldende kontrollutstyr kan velges. Kalibrering av det infrarøde strålingstermometeret: det infrarøde termometeret må kalibreres slik at det korrekt kan vise temperaturen til det målte målet. Hvis temperaturmålingen til termometeret som brukes er utenfor toleranse under bruk, må det returneres til produsenten eller reparasjonssenteret for ny kalibrering.
