Infrarood temperatuurmeettechnologie speelt een belangrijke rol bij de controle en bewaking van de productkwaliteit, online foutdiagnose van apparatuur, veiligheidsbescherming en energiebesparing. In de afgelopen twee decennia hebben contactloze infraroodthermometers zich snel ontwikkeld in technologie, hun prestaties zijn voortdurend verbeterd, hun toepassingsgebied is voortdurend uitgebreid en hun marktaandeel is jaar na jaar toegenomen. Vergeleken met de contacttemperatuurmeetmethode heeft infraroodtemperatuurmeting de voordelen van een snelle reactietijd, contactloos, veilig gebruik en een lange levensduur.
Baytek (Lei Tai)'s contactloze producten voor het meten van infraroodstraling van het bedrijf omvatten draagbare, online en scannende drie series, en heeft een verscheidenheid aan optionele accessoires en bijbehorende computersoftware, elke serie heeft verschillende modellen en specificaties. Onder verschillende soorten thermometers met verschillende specificaties, is het erg belangrijk voor gebruikers om het juiste model infraroodthermometer te kiezen. Hier zijn alleen de denkstappen voor het correct kiezen van het thermometermodel voor de referentie van de koper.
Hoe infraroodthermometers werken
Het begrijpen van het werkingsprincipe, technische indicatoren, omgevingsomstandigheden, bediening en onderhoud van de groeps-infraroodthermometer is om gebruikers te helpen de infraroodthermometer correct te kiezen en te gebruiken.
Alle objecten met een temperatuur hoger dan ** nul zenden constant infrarode stralingsenergie uit in de omringende ruimte. De eigenschappen van de infraroodstraling van een object - de grootte van de stralingsenergie en de verdeling ervan per golflengte - hangen nauw samen met de oppervlaktetemperatuur. Daarom kan door het meten van de infraroodenergie die door het object zelf wordt uitgestraald, de oppervlaktetemperatuur nauwkeurig worden bepaald, wat de objectieve basis is waarop de infraroodstralingstemperatuurmeting is gebaseerd.
Stralingswet zwarte lichamen:
Een zwart lichaam is een geïdealiseerde straler, die alle golflengten van stralingsenergie absorbeert, geen reflectie of transmissie van energie heeft en een emissiviteit van 1 op zijn oppervlak heeft. Er moet op worden gewezen dat er in de natuur geen echt zwart lichaam bestaat, maar om de distributiewet van infraroodstraling te verduidelijken en te verkrijgen, moet in theoretisch onderzoek een geschikt model worden geselecteerd, namelijk het voorgestelde gekwantiseerde oscillatormodel van lichaamsholtestraling door Planck, wat leidt tot de wet van Planck van straling van zwarte lichamen, dat wil zeggen de spectrale straling van zwarte lichamen uitgedrukt in golflengte, is het startpunt van alle theorieën over infraroodstraling, daarom wordt het de stralingswet van zwarte lichamen genoemd.
De invloed van objectemissiviteit op stralingsthermometrie:
De werkelijke objecten die in de natuur bestaan, zijn bijna nooit zwarte lichamen. De hoeveelheid straling van alle werkelijke objecten hangt niet alleen af van de stralingsgolflengte en de temperatuur van het object, maar ook van het type materiaal waaruit het object bestaat, de voorbereidingsmethode, het thermische proces en de toestand van het oppervlak en de omgevingsomstandigheden . Om ervoor te zorgen dat de wet van zwarte lichaamsstraling van toepassing is op alle praktische objecten, moet daarom een evenredigheidsfactor worden geïntroduceerd die verband houdt met de eigenschappen van het materiaal en de toestand van het oppervlak, namelijk de emissiviteit. Deze coëfficiënt geeft aan hoe dicht de thermische straling van een werkelijk object bij die van een zwart lichaam ligt, en heeft een waarde tussen nul en een waarde kleiner dan 1. Volgens de stralingswet, zolang de emissiegraad van het materiaal bekend is , kunnen de infraroodstralingskenmerken van elk object bekend zijn.
De belangrijkste factoren die de emissiviteit beïnvloeden zijn:
Materiaalsoort, oppervlakteruwheid, fysisch-chemische structuur en materiaaldikte, etc.
Bij gebruik van een infraroodstralingsthermometer om de temperatuur van het doel te meten, moet eerst de infraroodstraling van het doel in zijn golflengtebereik worden gemeten en vervolgens moet de temperatuur van het gemeten doel door de thermometer worden berekend. Monochromatische thermometers zijn evenredig met de hoeveelheid straling in de band: tweekleurige thermometers zijn evenredig met de verhouding van de straling in de twee banden.
Infrarood systeem:
Infraroodthermometer bestaat uit optisch systeem, fotodetector, signaalversterker, signaalverwerking, display-uitgang en andere onderdelen. Het optische systeem concentreert de infrarode stralingsenergie van het doel in zijn gezichtsveld en de grootte van het gezichtsveld wordt bepaald door de optische delen van de thermometer en hun posities. De infrarode energie wordt gericht op een fotodetector en omgezet in een bijbehorend elektrisch signaal. Het signaal wordt omgezet in de temperatuurwaarde van het gemeten doel na te zijn gecorrigeerd door de versterker en het signaalverwerkingscircuit, en gecorrigeerd volgens het algoritme van de interne therapie van het instrument en de doelemissiviteit.
De selectie van infraroodthermometers kan worden onderverdeeld in drie aspecten:
Prestatie-indicatoren, zoals temperatuurbereik, spotgrootte, werkgolflengte, meetnauwkeurigheid, responstijd, etc.; omgevings- en werkomstandigheden, zoals omgevingstemperatuur, venster, display en uitvoer, beschermingsaccessoires, enz.; ook andere opties, zoals gebruiksgemak, onderhoud en kalibratie prestatie en prijs etc. hebben een zekere invloed op de keuze van de thermometer. Met technologie en voortdurende ontwikkeling bieden de beste ontwerpen en nieuwe ontwikkelingen op het gebied van infraroodthermometers gebruikers een verscheidenheid aan functionele en multifunctionele instrumenten, waardoor de keuze wordt uitgebreid.
Bepaal het temperatuurbereik:
Het temperatuurmeetbereik is de belangrijkste prestatie-index van de thermometer. Raytek-producten bestrijken bijvoorbeeld het bereik van -50 graden - plus 3000 graden, maar dit kan niet worden gedaan door één type infraroodthermometer. Elk model thermometer heeft zijn eigen specifieke temperatuurbereik. Daarom moet het door de gebruiker gemeten temperatuurbereik als nauwkeurig en volledig worden beschouwd, niet te smal en niet te breed. Volgens de wet van zwarte lichaamsstraling zal de verandering van stralingsenergie veroorzaakt door temperatuur in de korte golfband van het spectrum groter zijn dan de verandering van stralingsenergie veroorzaakt door de emissiviteitsfout.
Doelgrootte bepalen:
Volgens het principe kunnen infraroodthermometers worden onderverdeeld in monochromatische thermometers en tweekleurige thermometers (stralingscolorimetrische thermometers). Voor een monochromatische thermometer moet het te meten oppervlak van het doel het gezichtsveld van de thermometer vullen tijdens de temperatuurmeting. Het wordt aanbevolen dat de grootte van het gemeten doel groter is dan 50 procent van het gezichtsveld. Als de grootte van het doel kleiner is dan het gezichtsveld, zal de achtergrondstralingsenergie de audiovisuele tak van de thermometer binnendringen om de temperatuurmeting te verstoren, wat resulteert in fouten. Omgekeerd, als het doel groter is dan het gezichtsveld van de thermometer, wordt de thermometer niet beïnvloed door de achtergrond buiten het meetgebied.
Voor de Raytek tweekleurenthermometer wordt de temperatuur bepaald door de verhouding van de stralingsenergie in twee onafhankelijke golflengtebanden. Daarom, wanneer het gemeten doel klein is en niet vol van de locatie, en de aanwezigheid van rook, stof en obstakels op het meetpad de stralingsenergie zal verzwakken, heeft dit geen invloed op de meetresultaten. Zelfs wanneer de energie met 95 procent wordt verzwakt, kan de vereiste nauwkeurigheid van de temperatuurmeting nog steeds worden gegarandeerd. Voor het kleine doelwit, dat in beweging is of trilt, soms in het gezichtsveld beweegt, of gedeeltelijk buiten het gezichtsveld komt, is onder deze omstandigheden het gebruik van een tweekleurenthermometer de beste keuze. Als het onmogelijk is om direct tussen de thermometer en het doel te richten, het meetkanaal gebogen, smal, verstopt enz. is, is de tweekleurige glasvezelthermometer de beste keuze. Dit komt door zijn kleine diameter en flexibiliteit om optische stralingsenergie over gebogen, geblokkeerde en gevouwen kanalen te verzenden, waardoor het mogelijk wordt om doelen te meten die moeilijk toegankelijk zijn, onder zware omstandigheden of in de buurt van elektromagnetische velden.
Optische resolutie bepalen (afstand en gevoeligheid)
De optische resolutie wordt bepaald door de verhouding van D tot S, wat de verhouding is van de afstand D tussen de thermometer en het doel en de diameter van het meetpunt, S. Als de thermometer ver van het doel moet worden geïnstalleerd vanwege omgevingsfactoren omstandigheden en kleine doelen moeten worden gemeten, moet een thermometer met een hoge optische resolutie worden gekozen. Hoe hoger de optische resolutie, hoe hoger de D:S-verhouding, hoe hoger de kosten van de thermometer.
Bepaal het golflengtebereik:
De emissiviteit en oppervlakte-eigenschappen van het doelmateriaal bepalen de spectrale respons of golflengte van de thermometer. Voor legeringsmaterialen met een hoge reflectiviteit is er een lage of variërende emissiviteit. In het gebied met hoge temperaturen is nabij-infrarood de beste golflengte voor het meten van metalen materialen en kan de golflengte van 0.18-1.0μm worden geselecteerd. Andere temperatuurzones kunnen golflengten van 1,6 μm, 2,2 μm en 3,9 μm kiezen. Aangezien sommige materialen bij bepaalde golflengten transparant zijn, zal infrarode energie deze materialen binnendringen, dus voor dit materiaal moeten speciale golflengten worden gekozen. De golflengte van 10 μm, 2,2 μm en 3,9 μm (het te testen glas moet erg dik zijn, anders gaat het er doorheen) wordt bijvoorbeeld geselecteerd voor het meten van de interne temperatuur van het glas; de golflengte van 5.0 μm is geselecteerd voor het meten van de interne temperatuur van het glas; de golflengte van 8-14 μm is geschikt voor het lage meetgebied; De golflengte van 3,43 μm wordt geselecteerd voor het meten van polyethyleen plastic folie en de golflengte van 4,3 μm of 7,9 μm wordt geselecteerd voor polyester. Als de dikte groter is dan 0,4 mm, wordt de golflengte van 8-14μm geselecteerd; de smalbandige golflengte van 4.24-4.3μm wordt bijvoorbeeld gebruikt om C02 in de vlam te meten, de smalbandige golflengte van 4,64μm wordt gebruikt om C0 in de vlam te meten en de golflengte van 4,47μm wordt gebruikt om meet N02 in de vlam.
Bepaal reactietijd:
De reactietijd vertegenwoordigt de reactiesnelheid van de infraroodthermometer op de verandering van de gemeten temperatuur, die wordt gedefinieerd als de tijd die nodig is om 95 procent van de energie van de maximale aflezing te bereiken. Het is gerelateerd aan de tijdconstante van de fotodetector, het signaalverwerkingscircuit en het weergavesysteem. De reactietijd van de nieuwe infraroodthermometer van bytek kan oplopen tot 1 ms. Dit is veel sneller dan de contacttemperatuurmeetmethode. Als de bewegingssnelheid van het doel erg snel is of bij het meten van het doel met snelle verwarming, moet de infraroodthermometer met snelle respons worden geselecteerd, anders wordt er geen voldoende signaalrespons bereikt, wat de meetnauwkeurigheid zal verminderen. Niet alle toepassingen vereisen echter snel reagerende infraroodthermometers. Voor stationaire of gerichte thermische processen met thermische traagheid kan de reactietijd van de thermometer worden versoepeld. Daarom moet de selectie van de reactietijd van de infraroodthermometer worden aangepast aan de situatie van het gemeten doel.
Signaalverwerkingsfunctie:
Het meten van discrete processen (zoals de productie van onderdelen) verschilt van continue processen, waarbij infraroodthermometers signaalverwerkingsfuncties nodig hebben (zoals peak hold, valley hold, gemiddelde waarde). Bij het meten van het glas op de transportband is het bijvoorbeeld noodzakelijk om peak hold te gebruiken en wordt het uitgangssignaal van de temperatuur naar de controller verzonden.
Omgevingsomstandigheden waarmee rekening moet worden gehouden:
De omgevingscondities van de thermometer hebben een grote invloed op de meetresultaten, die moeten worden overwogen en correct moeten worden opgelost, anders zal dit de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting beïnvloeden en zelfs schade aan de thermometer veroorzaken. Wanneer de omgevingstemperatuur te hoog is en er sprake is van stof, rook en stoom, kunnen door de fabrikant geleverde accessoires zoals beschermjassen, waterkoeling, luchtkoelsystemen en luchtreinigers worden gebruikt. Deze accessoires kunnen de impact op het milieu effectief oplossen en de thermometer beschermen voor nauwkeurige temperatuurmeting. Bij het identificeren van accessoires moeten zoveel mogelijk gestandaardiseerde services worden vereist om de installatiekosten te verlagen. Wanneer rook, stof of andere deeltjes het gemeten energiesignaal verslechteren, is een tweekleurige thermometer de beste keuze. In lawaai, elektromagnetische velden, trillingen of ontoegankelijke omgevingsomstandigheden, of andere zware omstandigheden, zijn tweekleurige thermometers met glasvezel de beste keuze.
Bij toepassingen met verzegelde of gevaarlijke stoffen (zoals containers of vacuümdozen) kijkt de thermometer door een raam. Het materiaal moet voldoende sterk zijn en het werkgolflengtebereik van de gebruikte thermometer doorstaan. Het is ook noodzakelijk om te bepalen of de operator ook door het raam moet kijken, dus kies de juiste installatielocatie en raammateriaal om wederzijdse beïnvloeding te voorkomen. Bij meettoepassingen bij lage temperaturen worden meestal Ge- of Si-materialen gebruikt als vensters, die ondoorzichtig zijn voor zichtbaar licht, en het menselijk oog kan het doel niet door het venster waarnemen. Als de operator door het raam moet gaan, moet een optisch materiaal worden gebruikt dat zowel infraroodstraling als zichtbaar licht doorlaat. Als venstermateriaal moet bijvoorbeeld een optisch materiaal worden gebruikt dat zowel infraroodstraling als zichtbaar licht doorlaat, zoals ZnSe of BaF2.
Eenvoudig te bedienen en gemakkelijk te gebruiken:
Infraroodthermometers moeten intuïtief, eenvoudig te bedienen en gemakkelijk te gebruiken zijn door operators. Onder hen is een draagbare infraroodthermometer een klein, lichtgewicht en draagbaar temperatuurmeetinstrument dat temperatuurmeting en weergave-uitvoer integreert. Het displaypaneel kan de temperatuur weergeven en verschillende temperatuurinformatie uitvoeren, en sommige kunnen worden bediend met een afstandsbediening of een computersoftwareprogramma.
In het geval van zware en complexe omgevingsomstandigheden kan een systeem met aparte temperatuurmeetkop en display worden gekozen voor eenvoudige installatie en configuratie. De signaaluitvoervorm die past bij de huidige regelapparatuur kan worden geselecteerd.
Kalibratie van infraroodstralingsthermometers:
Infraroodthermometers moeten worden gekalibreerd om de temperatuur van het te meten doel correct weer te geven. Als de gebruikte thermometer tijdens gebruik buiten de tolerantie valt, moet deze worden teruggestuurd naar de fabrikant of het reparatiecentrum voor herkalibratie.
