Laser Termometer: principen om åtgärden. Laserfjärrtermometer (bild)

Temperaturmätning kan vara kontakt och fjärrkontroll. Vanligaste termoelement, termometrar och resistor sensorer som kräver kontakt med föremålet, dvs.. K. Mätning sin egen temperatur. De gör det långsamt, men är billiga.

Närhetssensorer mäter den infraröda strålningen från föremålet, ge snabba svar, och används vanligen för att bestämma temperaturen hos rörliga och stationära organ i vakuum och otillgängliga på grund av aggressiviteten hos miljön, egenskaper form eller hot mot säkerheten. Priset på sådana anordningar är relativt hög, även om i vissa fall jämförbara att kontakta enheter.

monokrom termometri

Monokrom metod för att bestämma den totala utstrålning använder en förutbestämd våglängd. Implementationer sträcker sig från enkla handhållna prober med fjärrmätning till sofistikerade bärbara enheter som gör det möjligt att samtidigt observera ett objekt och dess temperaturavläsningar som skall införas i minnet eller skriva ut dem. Stationära sensorer representeras som enkla detektorer med liten fjärrelektronikanordning, och höghållfast med fjärrenheter PID-styrning. Fiberoptik, laser sikta, vattenkylning, närvaron av displayen och scannern - valfria alternativ processövervakning och styrsystem.

Konfiguration, spektral filtrering, driftstemperaturintervall, optik, svarstid och ljusstyrka hos objektet är viktiga faktorer som påverkar prestanda och bör beaktas noggrant i urvalsprocessen.

Sensorn kan vara en enkel tvåtrådig, och komplexa slitstarkt högkänslig anordning.

Urval av spektral respons och temperaturområde associerad med de särskilda uppgifter mätnings. Korta våglängder används för hög temperatur och lång - för låg. Om föremålen är transparenta, till exempel, plast och glas, är det nödvändigt uzkovolnovaya filtrering. Absorptionsbandet för CH polyetylenfilm är 3,43 um. Isolering av spektrum i detta intervall förenklar beräkningen av emissivitet. På liknande sätt, glasliknande material blir opak vid en våglängd av 4,6 mikron, vilket gör det möjligt att noggrant bestämma temperaturen på glasytan. 1-4 mikron emitterande område gör det möjligt att göra mätningar via inspektionsöppningar vakuum och tryckkamrarna. Alternativ - att använda fiberoptisk kabel.

Optik och RTT är obetydliga i de flesta fall, eftersom synfältet för storleken på 3 cm på ett avstånd av 50 cm och en svarstid mindre än 1 s är tillräcklig. För små eller snabbt rörliga objekt intermittent blir nödvändigt i en liten (3 mm diameter) eller flera mindre (0,75 mm) punktmätningar. Långt siktar (3-300 m) kräver optisk anpassning, som en standard synfält blir för stor. I vissa fall är denna metod används en två-våg radiometri. Optisk fiber gör det möjligt att distansera elektroniken från aggressiva miljöer, för att eliminera effekten av brus och för att lösa problemet med tillgång.

Laser termometer princip regleras i intervallet 0,2-5,0 med svarstid. Snabb respons kan öka signalbrus och den långsamma effekten på känslighet. När induktionsvärmning kräver ett omedelbart svar, och för transportören - desto långsammare svar.

Monokrom IR termometer är enkel och används i de fall där högkvalitativa produkter för att skapa en temperaturkontroll är mycket viktigt.

dubbla våglängder termometri

För mer komplexa uppgifter, där den absoluta mätnoggrannheten är kritisk, och där produkten utsätts för fysisk eller kemisk stress, och gäller två-våg radiometri. Konceptet uppstod i början av 1950-talet, och de senaste förändringarna i utformningen av hårdvara och öka produktiviteten och minska kostnaderna.

Metoden består av mätning av den spektrala effekttätheten vid två olika våglängder. Temperaturen hos objektet kan avläsas direkt från instrumentet, om emissionsförmågan hos densamma för varje våglängd. Indikationer kommer att vara sant även om synfältet delvis blockerad relativt kalla material, såsom damm, trådnät av grå och genomskinlig fönster. Metod Teorin är enkel. Om både utstrålning våglängd är densamma (för en grå kropp), är emissionskoefficienten reduceras och förhållandet blir proportionell mot temperaturen.

Dual-våglängd laser termometer används inom industrin och forskningen som en enkel, unik sensor som kan minska mätfel.

Dessutom multivåglängds termometer inställd för material som inte är grå organ, absorptionskoefficienten, som varierar med våglängd. I dessa fall kräver vi en detaljerad analys av de material ytegenskaper om förhållandet av koefficienten av våglängd, temperatur och kemisk sammansättning av ytan. Med dessa data är det möjligt att skapa en beräkningsalgoritm beroende på den spektrala strålning vid olika våglängder på temperaturen.

värderingsregler

För att bedöma mätnoggrannheten användaren måste känna till följande:

• IR-sensorer i sig inte skilja färger.
• Om ytan är blank, då enheten kommer att upprätta inte bara avges utan även den reflekterade energin.
• Om objektet är transparent, är det nödvändigt IR-filtrering (t ex glas opak på 5 mikron).
• I nio av tio fall krävs absolut exakt mätning. Upprepade läsningar och brist på partiskhet kommer att ge den nödvändiga precisionen. När Radiance förändringar och behandling är svårt, bör bo på två- eller flervåglängdsradiometer.

strukturella element

laser icke-kontakttermometer fungerar på principen av infraröd energi vid ingången till och utgång signalen. Grundläggande kretsanordningen består av ett uppsamlings optik, linser, spektrala filter och detektorn som ett externt gränssnitt. Dynamisk bearbetning utförs på olika sätt, men det kan reduceras för att öka, termiska stabiliseringssignalen för linjärisering och transformering. Konventionell glasruta används för kortvågig strålning, kvarts för mellanregister och germanium eller zinksulfid för 8-14 mikron, fiber - vid våglängder av 0,5-5,0 mikron.

syn

Laserfjärrtermometer kännetecknas av ett synfält (FOV) - Temperaturreglering punktstorleken på ett givet avstånd. Förändras i diametern hos synfältet direkt i proportion till avståndet mellan termometer och mätobjektet. Dess värde beror på tillverkaren och påverkan på enhetspriset. Det mönster med PP än 1 mm för punktmätningar, och ett långdistansoptik (7 cm på ett avstånd av 9 m). Arbetsavstånd påverkar inte noggrannheten i läsning, om objektet fyller mätpunkten. Den maximala signalförlust bör inte överstiga 1%.

siktar

Konventionella IR-termometrar producera mätningar utan ytterligare anordningar. Detta är acceptabelt för användning med stora föremål, såsom pappersbana, där punkt noggrannhet inte krävs. För små eller avlägsna objekt med hjälp av en laserstråle. Skapat flera varianter av lasersikte.

1. Strålen förskjuten från den optiska axeln. Den enklaste modellen som används i anordningar med låg upplösning till stora föremål, dvs.. K. i närheten av avvikelsen är för stor.
2. Koaxiell stråle. Inte avviker från den optiska axeln. mätning spot center exakt specificerat på alla avstånd.
3. Dubbellaser. Spot diameter märkt två punkter, vilket eliminerar behovet av att gissa eller beräkna diameter och inte leda till fel.
4. Cirkulär pekaren offset. Det visar synfältet av sin storlek och de yttre gränserna.
5. 3-punkts koaxial pekaren. Strålen är indelad i tre ljusa punkter på samma linje. Mittpunkt betecknar platsen centrum och ytterdiameter sin prägel.

Syftar till att ge effektivt stöd under ledning av termometern exakt vid mätobjektet.

filter

De termometrar används korta ytvågfilter för mätningar med hög temperatur (> 500 ° C) och långa våglängdsfilter för låga temperaturer (-40 ° C). Kiseldetektorer, t ex resistenta mot värme, och en liten våglängd minskar mätfelet. Andra selektiva filter används för plastfilmerna (3,43 mikron och 7,9 mikron), glas (5,1 mikron) och lågan (3,8 mikron).

sensorer

De flesta sensorer eller fotoelektrisk genereringsspänningen när den utsattes för IR-strålning, eller fotoledande, t. E. Ändrar dess motståndskraft under inverkan av energikällan. De är snabba, mycket känslig, har en acceptabel temperaturdrift, som kan övervinnas, exempelvis termistortemperaturen kompensationskrets, en automatisk nollkrets och amplitudbegränsande isotermisk skydd.

Kedjan IR-termometer ca 100-1000 mV detektorutgångssignalen är en tusen-faldig förstärkning är reglerad, är linjäriserade, och, som ett resultat, representerar en linjär ström- eller spänningssignal. Sitt optimala värde på 4-20 mA, för att minimera yttre störningar. Denna signal kan matas till RS-232-port eller till PID-regulatorn, fjärrdisplay eller registreringsanordning. Andra utföringsformer använder signalen:

• på / av-signal;
• topphållvärde;
• justerbar tidssvar;
• en samplings- och hållkrets.

hastighet

Infraröd laser termometer har en genomsnittlig svarstid på 300 ms, även om användningen av kiseldetektorer kan nå ett värde på 10 ms. I många instrument svarstid ändringar dämpar inkommande ljud och justera känsligheten. Inte alltid behöver en minimal svarstid. Till exempel, i induktionsuppvärmningstiden bör vara i intervallet 10-50 ms.

Dragen av lasertermometrar

Etekcity Lasergrip 630 - infraröd två laser termometer pris på $ 35.99. funktioner:

• temperaturområde -50 ... 580 ° C;
• noggrannhet +/- 2%;
• avstånd punktstorleken förhållande av 16 till: 1;
• emissivitet av 0,1 - 1,0;
• Svarstid <500 ms;
• upplösning av en ° C.

Laser termometer (bilden) informerar också om den största, minsta och medeltemperatur. Mätpunkten skiftas med 2 cm under siktpunkt. Laserinriktning mer exakt vid skärningen av strålar (36 cm).

Amprobe IR-710 - infraröd laser termometer, är priset $ 49.95. funktioner:

• temperaturområde -50 ... 538 ° C;
• Minsta punktstorlek av 20 mm;
• noggrannhet +/- 2%;
• avstånd punktstorleken förhållande av 12 till: 1;
• emissivitet av 0,95;
• svarstiden för 500 ms;
• upplösning av en ° C.

Denna laser termometer (foto) annan än den aktuella temperaturen, betyder det också minimi- och maximivärden.