Standardi principa mjerenja i primjeri primjene infracrvenih termometara
Postoje mnoge prednosti korištenja infracrvenog termometra za beskontaktno mjerenje temperature, u rasponu od malih ili teško dostupnih predmeta do korozivnih kemikalija i osjetljivih površinskih materijala. Ovaj će članak raspravljati o ovoj prednosti i objasniti opseg primjene za određivanje ispravnog izbora infracrvenog termometra. Zbog gibanja atoma i molekula svaki objekt emitira elektromagnetske valove, a najvažnija valna duljina ili spektralni raspon za beskontaktno mjerenje temperature je između 0.2 i 2.0 μ M. prirodne zrake unutar ovog raspona nazivaju se toplinsko zračenje ili infracrveno zračenje.
Ispitni instrument za mjerenje temperature infracrvenim zračenjem mjerenog objekta naziva se radijacijski termometar, radijacijski termometar ili infracrveni termometar prema njemačkom industrijskom standardu DIN16160. Ovi se nazivi također odnose na instrumente koji mjere temperaturu pomoću vidljivih obojenih zraka koje emitira mjereni objekt, kao i instrumente koji izvode temperaturu iz relativne spektralne gustoće zračenja.
Prednosti mjerenja temperature pomoću infracrvenih termometara
Postoje mnoge prednosti beskontaktnog mjerenja temperature primanjem infracrvenog zračenja iz mjerenog objekta. Na taj se način mjerenja temperature mogu provesti bez problema za predmete koje je teško doseći ili pomicati, kao što su materijali s lošim prijenosom topline ili vrlo malim toplinskim kapacitetom. Kratko vrijeme odziva infracrvenog termometra može brzo postići učinkovito podešavanje kruga. Termometar nema komponente koje se mogu istrošiti, tako da nema kontinuiranog troška kao kod korištenja termometra. Osobito u vrlo malim mjerenim objektima, kao što je korištenje kontaktnog mjerenja, toplinska vodljivost objekta rezultirat će značajnim pogreškama mjerenja. Nema sumnje da se termometri ovdje mogu koristiti, kao i za korozivne kemikalije ili osjetljive površine, poput boje, papira i plastičnih staza. Mjerenjem na daljinsko upravljanje moguće je držati se podalje od opasnih područja, čime operateri nisu opasni.
Princip i konstrukcija infracrvenog termometra
Usmjerite infracrveno svjetlo primljeno od mjerenog objekta na detektor kroz leću i filter. Detektor generira strujni ili naponski signal proporcionalan temperaturi integriranjem gustoće zračenja mjerenog objekta. U povezanim električnim komponentama temperaturni signal se linearizira, područje emisivnosti korigira i pretvara u standardni izlazni signal.
U principu postoje dvije vrste detektora temperature: prijenosni detektori temperature i fiksni detektori temperature. Stoga će pri odabiru prikladnog infracrvenog detektora temperature za različite mjerne točke glavne karakteristike biti sljedeće:
1. Kolimator
Kolimator ima ovu funkciju i može se vidjeti mjerni blok ili točka na koju upućuje termometar. Velike površine mjerenog objekta često mogu biti bez kolimatora. Pri mjerenju malih predmeta i udaljenih udaljenosti preporuča se korištenje nišana u obliku prozirnog zrcala sa ljestvicom na kontrolnoj ploči ili laserskim pokazivačem.
2. Objektiv
Leća određuje izmjerenu točku termometra. Za velike objekte općenito je dovoljan termometar s fiksnom žarišnom duljinom. Ali kada je mjerna udaljenost daleko od žarišne točke, slika ruba mjerne točke bit će nejasna. Iz tog razloga, bolje je koristiti zum objektiv. Unutar zadanog raspona zumiranja, termometar može prilagoditi udaljenost mjerenja. Novi termometar ima zamjenjivu leću sa zumom, a leće za blizinu i daljinu mogu se zamijeniti bez kalibracije i ponovne provjere.
3. Senzori, odnosno spektralni prijamnici
Pri odabiru spektralne osjetljivosti također treba uzeti u obzir apsorpcijske spektralne trake vodika i ugljičnog dioksida. Unutar određenog raspona valnih duljina, poznatog kao "atmosferski prozor", H2 i CO2 gotovo prodiru kroz infracrveno svjetlo. Stoga, osjetljivost termometra na varijacije svjetla mora biti unutar tog raspona kako bi se isključio utjecaj promjena atmosferske koncentracije. Prilikom mjerenja tankih filmova ili stakla također je potrebno uzeti u obzir materijale koji se teško probijaju unutar određenog raspona valnih duljina. Kako bi se izbjegle pogreške u mjerenju uzrokovane pozadinskim svjetlom, koriste se odgovarajući senzori koji primaju samo površinsku temperaturu. Metali imaju tu fizikalnu karakteristiku, a emisivnost raste sa smanjenjem valne duljine. Na temelju iskustva, za mjerenje temperature metala općenito se odabire kraća valna duljina mjerenja.
