Analyse af moderne anvendelse af infrarød termometerteknologi
Temperaturmålingsprincippet for det infrarøde termometer er at konvertere den infrarøde strålingsenergi, der udsendes af objektet, til et elektrisk signal. Størrelsen af den infrarøde strålingsenergi svarer til selve objektets temperatur. I henhold til størrelsen af det konverterede elektriske signal kan temperaturen på objektet bestemmes. Infrarød temperaturmålingsteknologi er udviklet til at scanne og måle overfladens temperatur med termiske ændringer, bestemme dens temperaturfordelingsbillede og hurtigt detektere skjulte temperaturforskelle. Dette er det infrarøde termiske billedkamera. Infrarøde termiske kameraer blev først brugt i militæret. I 2019 udviklede TI Corporation i USA verdens første infrarøde scanning rekognosceringssystem. Senere blev infrarød termisk billedteknologi successivt brugt i fly, kampvogne, krigsskibe og andre våben i vestlige lande, som et termisk sigtesystem til rekognosceringsmål, det forbedrer i høj grad evnen til at søge og ramme mål. Det infrarøde termiske billedkamera produceret af det svenske AGA-firma er i en førende position inden for civil teknologi.
Det infrarøde termometer er sammensat af optisk system, fotoelektrisk detektor, signalforstærker, signalbehandling, displayudgang og andre dele. Det optiske system samler den infrarøde målenergi i sit synsfelt, og størrelsen af synsfeltet bestemmes af termometerets optiske dele og dets position. Infrarød energi fokuseres på en fotodetektor og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal. Signalet passerer gennem forstærkeren og signalbehandlingskredsløbet og konverteres til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet korrigeret i henhold til algoritmen for den interne behandling af instrumentet og målets emissivitet.
I naturen udsender alle objekter med en temperatur højere end det absolutte nul konstant infrarød strålingsenergi til det omgivende rum. Størrelsen af den infrarøde strålingsenergi af et objekt og dets fordeling i henhold til bølgelængden har et meget tæt forhold til dets overfladetemperatur. Ved at måle den infrarøde energi, der udstråles af selve objektet, kan dets overfladetemperatur derfor bestemmes nøjagtigt, hvilket er det objektive grundlag for måling af infrarød strålingstemperatur.
En sort krop er en idealiseret radiator, som absorberer alle bølgelængder af strålingsenergi, har ingen refleksion eller transmission af energi og har en emissivitet på 1 på sin overflade. Praktiske genstande i naturen er dog næsten ikke sorte kroppe. For at klarlægge og opnå fordelingen af infrarød stråling skal der udvælges en passende model i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserede oscillatormodel af kropshulrumsstråling foreslået af Planck, således afledt loven for Plancks sorte kropsstråling, det vil sige den sorte krops spektrale udstråling udtrykt ved bølgelængde, som er udgangspunktet for alle infrarøde strålingsteorier, så det er kaldet loven om sort kropsstråling. Strålingsmængden af alle faktiske objekter afhænger ikke kun af strålingsbølgelængden og objektets temperatur, men også af typen af materiale, der udgør objektet, fremstillingsmetoden, den termiske proces, overfladetilstanden og miljøforholdene.
Infrarød temperaturmåling vedtager en punkt-for-punkt analysemetode, det vil sige, at den termiske stråling af et lokalt område af objektet er fokuseret på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gennem emissiviteten af det kendte objekt . På grund af de forskellige detekterede objekter, måleområder og brugsmuligheder er udseendedesignet og den interne struktur af infrarøde termometre anderledes, men den grundlæggende struktur er generelt ens, hovedsageligt inklusive optisk system, fotodetektor, signalforstærker og signalbehandling, displayoutput og andet dele. Infrarød stråling udsendt af en radiator. Ind i det optiske system moduleres den infrarøde stråling til vekslende stråling af modulatoren og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal af detektoren. Signalet passerer gennem forstærkeren og signalbehandlingskredsløbet og konverteres til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet korrigeret i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissionsevnen.
Tre kategorier af infrarøde termometre:
(1) Infrarødt termometer til menneskelig brug: Infrarødt termometer af pandetypen er et termometer, der bruger princippet om infrarød modtagelse til at måle den menneskelige krop. Når du er i brug, behøver du kun bekvemt at justere detektionsvinduet med panden, og du kan hurtigt og præcist måle kropstemperaturen.
(2) Industrielt infrarødt termometer: Det industrielle infrarøde termometer måler objektets overfladetemperatur, og dets optiske sensor udstråler, reflekterer og transmitterer energi, hvorefter energien opsamles og fokuseres af sonden, og derefter konverteres informationen til læsning visning af andre kredsløb På maskinen er laserlyset udstyret med denne maskine mere effektivt til at sigte mod det målte objekt og forbedre målenøjagtigheden.
(3) Infrarøde termometre til husdyrhold: Berøringsfrie infrarøde termometre til dyr er baseret på Planck-princippet, ved nøjagtigt at måle kropsoverfladetemperaturen på specifikke dele af dyrets kropsoverflade og korrigere temperaturforskellen mellem kropsoverfladetemperaturen og den faktiske temperatur. Kan nøjagtigt vise dyrets individuelle kropstemperatur.
Bestemmelse af bølgelængdeområdet: Målmaterialets emissivitet og overfladeegenskaber bestemmer pyrometerets spektrale respons eller bølgelængde. For legeringsmaterialer med høj reflektivitet er der lav eller varierende emissivitet. I højtemperaturområdet er den bedste bølgelængde til måling af metalmaterialer nær infrarød, og bølgelængden på {{0}}.18-1.0μm kan vælges. Andre temperaturzoner kan vælge 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bølgelængder. Da nogle materialer er transparente ved en bestemt bølgelængde, vil infrarød energi trænge ind i disse materialer, og der bør vælges en speciel bølgelængde til dette materiale. For eksempel bruges bølgelængderne på 10 μm, 2,2 μm og 3,9 μm til måling af glassets indre temperatur (glasset, der skal testes, skal være meget tykt, ellers vil det passere igennem); bølgelængden på 5,0 μm bruges til at måle glassets indre temperatur; ; Et andet eksempel er at måle polyethylenplastfilm med en bølgelængde på 3,43 μm og polyester med en bølgelængde på 4,3 μm eller 7,9 μm.
Bestem responstiden: Responstiden angiver reaktionshastigheden af det infrarøde termometer til den målte temperaturændring, som er defineret som den tid, der kræves for at nå 95 procent af energien i den endelige aflæsning, som er relateret til tidskonstanten for fotodetektor, signalbehandlingskredsløb og displaysystem. Svartiden for det nye infrarøde termometer kan nå 1ms. Dette er meget hurtigere end metoden til måling af kontakttemperatur. Hvis målets bevægelseshastighed er meget hurtig, eller ved måling af et hurtigt opvarmende mål, bør der vælges et infrarødt termometer med hurtig respons, ellers opnås den tilstrækkelige signalrespons ikke, og målenøjagtigheden vil blive reduceret. Det er dog ikke alle applikationer, der kræver et infrarødt termometer med hurtig respons. For statiske eller termiske målprocesser, hvor der eksisterer termisk inerti, kan pyrometerets responstid lempes. Derfor bør valget af responstiden for det infrarøde termometer tilpasses situationen for det målte mål.
Den optiske opløsning bestemmes af forholdet D til S, som er forholdet mellem afstanden D mellem pyrometeret og målet og diameteren S af målepunktet. Hvis termometeret skal installeres langt væk fra målet på grund af miljøforhold, og der skal måles et lille mål, bør der vælges et termometer med høj optisk opløsning. Jo højere den optiske opløsning, dvs. forøgelse af D:S-forholdet, desto højere koster pyrometeret.
Bestemmelse af bølgelængdeområdet: Målmaterialets emissivitet og overfladeegenskaber bestemmer pyrometerets spektrale respons eller bølgelængde. For legeringsmaterialer med høj reflektivitet er der lav eller varierende emissivitet. I højtemperaturområdet er den bedste bølgelængde til måling af metalmaterialer nær infrarød, og bølgelængden på {{0}}.18-1.{{10}}μm kan være valgte. Andre temperaturzoner kan vælge 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bølgelængder. Da nogle materialer er transparente ved en bestemt bølgelængde, vil infrarød energi trænge ind i disse materialer, og der bør vælges en speciel bølgelængde til dette materiale. For eksempel bruges bølgelængderne 1,0 μm, 2,2 μm og 3,9 μm til at måle glassets indre temperatur (glasset, der skal testes, skal være meget tykt, ellers vil det passere igennem); bølgelængden på 5,0 μm bruges til at måle glassets indre temperatur; bølgelængden på 8-14 μm bruges til lav måling. Det er tilrådeligt; et andet eksempel er at måle bølgelængden på 3,43 μm for polyethylenplastfolie og bølgelængden på 4,3 μm eller 7,9 μm for polyester.
Bestem responstiden: Responstiden angiver reaktionshastigheden af det infrarøde termometer til den målte temperaturændring, som er defineret som den tid, der kræves for at nå 95 procent af energien i den endelige aflæsning, som er relateret til tidskonstanten for fotodetektor, signalbehandlingskredsløb og displaysystem. Responstiden for Guangzhou Hongcheng Hong Kong CEM-mærket infrarødt termometer kan nå 1ms. Dette er meget hurtigere end kontakttemperaturmålingsmetoder. Hvis målets bevægelseshastighed er meget hurtig, eller ved måling af et hurtigt opvarmende mål, bør der vælges et infrarødt termometer med hurtig respons, ellers opnås den tilstrækkelige signalrespons ikke, og målenøjagtigheden vil blive reduceret. Det er dog ikke alle applikationer, der kræver et infrarødt termometer med hurtig respons. For statiske eller termiske målprocesser, hvor der eksisterer termisk inerti, kan pyrometerets responstid lempes. Derfor bør valget af responstiden for det infrarøde termometer tilpasses situationen for det målte mål.
Signalbehandlingsfunktion: Måling af diskrete processer (såsom deleproduktion) er forskellig fra kontinuerlige processer, hvilket kræver, at infrarøde termometre har signalbehandlingsfunktioner (såsom peak hold, dalhold, gennemsnitsværdi). For eksempel, når man måler temperaturen på glasset på transportbåndet, er det nødvendigt at bruge spidsværdien til at holde, og udgangssignalet for dets temperatur sendes til controlleren.
Hensyn til miljøforhold: Termometrets miljøforhold har stor indflydelse på måleresultaterne, som bør overvejes og løses korrekt, ellers vil det påvirke temperaturmålingens nøjagtighed og endda forårsage skade på termometeret. Når omgivelsestemperaturen er for høj, og der er støv, røg og damp, kan du vælge beskyttelsesdæksel, vandkøling, luftkølesystem, luftblæser og andet tilbehør leveret af producenten. Dette tilbehør kan effektivt håndtere miljøpåvirkninger og beskytte termometeret for nøjagtig temperaturmåling. Ved specificering af tilbehør bør standardiseringsservice anmodes så meget som muligt for at reducere installationsomkostningerne. Når røg, støv eller andre partikler reducerer måleenergisignalet, er et tofarvet termometer det bedste valg. Under støj, elektromagnetiske felter, vibrationer eller utilgængelige miljøforhold eller andre barske forhold er det fiberoptiske tofarvetermometer det bedste valg.
I applikationer med forseglede eller farlige materialer, såsom beholdere eller vakuumkamre, ser pyrometeret gennem et vindue. Materialet skal være stærkt nok og passere gennem driftsbølgelængdeområdet for det pyrometer, der anvendes. Bestem også, om operatøren også skal observere gennem vinduet, så vælg det passende monteringssted og vinduesmateriale for at undgå gensidig påvirkning. I lavtemperaturmålingsapplikationer bruges Ge- eller Si-materialer normalt som vinduer, som er uigennemsigtige for synligt lys, og det menneskelige øje kan ikke observere målet gennem vinduet. Hvis operatøren skal passere gennem vinduesmålet, skal der anvendes et optisk materiale, der transmitterer både infrarød stråling og synligt lys. For eksempel bør et optisk materiale, der transmitterer både infrarød stråling og synligt lys, bruges som vinduesmateriale, såsom ZnSe eller BaF2.
Enkel betjening og nem brug: Infrarøde termometre skal være intuitive, nemme at betjene og nemme at bruge af operatører. Blandt dem er bærbare infrarøde termometre små, lette og båret af mennesker, der integrerer temperaturmåling og displayoutput. Temperaturmåleinstrumenter kan vise temperatur og udsende forskellige temperaturoplysninger på displaypanelet, og nogle kan betjenes med fjernbetjening eller computersoftware.
I tilfælde af barske og komplicerede miljøforhold kan et system med separat temperaturmålehoved og display vælges for nem installation og konfiguration. Den signaludgangsform, der passer til det aktuelle styreudstyr, kan vælges. Kalibrering af det infrarøde strålingstermometer: Det infrarøde termometer skal kalibreres, så det korrekt kan vise temperaturen på det målte mål. Hvis temperaturmålingen af det anvendte termometer er uden for tolerance under brug, skal det returneres til producenten eller reparationscenteret til genkalibrering.
