Laser-Thermometer: das Prinzip der Aktion. Laser Fernthermometer (Foto)

Die Temperaturmessung kann Kontakt und entfernt sein. Häufigstene Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Sensoren, die mit dem Objekt Kontakt erfordern, dh. K. seine eigene Temperatur zu messen. Sie tun es langsam, aber sind nicht teuer.

Näherungssensoren messen die Infrarotstrahlung von dem Objekt, schnell Ergebnisse liefern, und werden häufig verwendet, um die Temperatur des sich bewegenden und stationären Körpern im Vakuum und unzugänglich aufgrund der Aggressivität der Umgebung, die Merkmale der Form oder Sicherheitsrisiko zu bestimmen. Der Preis solcher Geräte ist relativ hoch, obwohl in einigen Fällen vergleichbare Geräte zu kontaktieren.

Schwarz-Weiß-Thermometrie

Monochrome Verfahren zur Bestimmung der Gesamtstrahldichte verwendet eine vorgegebene Wellenlänge. Realisierungen von einfachen Handsonden mit Fernmessung bis hin zu anspruchsvollen tragbaren Geräten ermöglichen ein gleichzeitig zu beobachten Objekt und dessen Temperaturmesswert im Speicher oder druckt sie eingegeben werden. Stationäre Sensoren sind als einfache Detektoren mit kleiner Fernelektronik-Anordnung dargestellt und hochfeste Remote-Geräte PID-Regelung. Faseroptik, Laservisier, Wasserkühlung, das Vorhandensein des Displays und Scanner – optional Optionen Prozessüberwachung und Steuerungssysteme.

Konfiguration, spektrale Filterung, Arbeitstemperaturbereich, Optik, Reaktionszeit und Helligkeit des Objekts sind wichtige Elemente, die die Leistung beeinflussen und soll sorgfältig bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Der Sensor kann eine einfache Zweidraht und komplexe verschleißfesten hochempfindliche Vorrichtung sein.

Die Auswahl der spektralen Empfindlichkeit und Temperaturbereich mit den spezifischen Messaufgaben verbunden. Kurze Wellenlängen sind für hohe Temperaturen und lange gebraucht – zu niedrig. Wenn die Objekte transparent sind, beispielsweise aus Kunststoff und Glas, ist es notwendig, uzkovolnovaya Filterung. Die Absorptionsbande von CH Polyethylenfolie ist 3,43 & mgr; m. Die Isolierung des Spektrums in diesem Bereich vereinfacht die Berechnung des Emissions. Auf ähnliche Weise glasartige Materialien werden bei einer Wellenlänge von 4,6 Mikrometern opake, der die Temperatur der Glasoberfläche genau zu bestimmen erlaubt. 1-4 & mgr; m-Bereich emittierende ermöglicht die Messung über die Inspektionsöffnungen Vakuum- und Druckkammern zu bilden. Alternative – die Verwendung von Glasfaserkabeln.

Optik und RTT unbedeutend ist in den meisten Fällen, da das Sichtfeld der Größe von 3 cm in einer Entfernung von 50 cm und einer Reaktionszeit von weniger als 1 s ausreicht. Für kleine oder sich schnell bewegenden Objekt intermittierender wird in eine kleine (3 mm Durchmesser), die notwendig oder mehr kleinere (0,75 mm) Punktmessungen. Far Ziel (3-300 m) optische Einstellung erfordert, als ein Standard-Sichtfeld zu groß wird. In manchen Fällen wird dieses Verfahren eine Zweiwellen-Radiometrie verwendet. Optische Faser ermöglicht die Elektronik vor aggressiven Umgebungen zu distanzieren, die Auswirkung von Rauschen zu eliminieren und das Problem des Zugangs zu lösen.

Laser Thermometer grundsätzlich im Bereich 0,2-5,0 mit Reaktionszeit gesteuert. Schnelle Reaktion kann das Signalrauschen und die langsame Wirkung auf die Empfindlichkeit erhöhen. Als Induktionsheizung erfordert eine sofortige Reaktion, und für die Förder – je langsamer die Reaktion.

Monochrome IR-Thermometer ist einfach und wird in Fällen, in denen qualitativ hochwertige Produkte eine Temperaturregelung zu schaffen, ist sehr wichtig.

Dual-Wellenlängen-Thermometrie

Für komplexere Aufgaben, wobei die absolute Messgenauigkeit kritisch ist, und wo das Produkt zu physikalischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt wird, und wendet Zweiwellen-Radiometrie. Das Konzept entstand in den frühen 1950er Jahren, und die jüngsten Änderungen in der Gestaltung von Hardware und ihre Produktivität steigern und Kosten senken.

Das Verfahren besteht darin, die spektrale Leistungsdichte bei zwei verschiedenen Wellenlängen zu messen. Die Temperatur des Objektes kann vom Instrument direkt abgelesen werden, wenn der Emissionsgrad der gleiche für jede Wellenlänge. Indikationen, auch wenn das Sichtfeld teilweise blockierte relativ kalte Materialien, wie Staub, Drahtgeflechte grau und durchlässigen Fenster wahr sein. Verfahren Die Theorie ist einfach. Wenn beide Strahlen die gleiche Wellenlänge (für einen grauen Körper) ist, wird der Emissionskoeffizient verringert und die Beziehung wird proportional zur Temperatur.

Dual-Wellenlängen-Laserthermometer ist in der Industrie und der Forschung als einfache, einzigartige Sensor verwendet wird, die Messfehler reduzieren.

Weiterhin Multiwellenlängen-Thermometer für Materialien gesetzt, die keine Graukörper, der Absorptionskoeffizient, der mit der Wellenlänge variiert. In diesen Fällen benötigen wir eine detaillierte Analyse der Materialoberflächeneigenschaften auf dem Verhältnis des Koeffizienten der Wellenlänge, Temperatur und chemische Zusammensetzung der Oberfläche. Mit diesen Daten ist es möglich, einen Berechnungsalgorithmus in Abhängigkeit von der spektralen Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen von der Temperatur zu erzeugen.

Bewertungsregeln

Zur Beurteilung der Genauigkeit der Messung muss der Benutzer folgendes wissen:

• IR-Sensoren von Natur aus keine Farben unterscheiden.
• Wenn die Oberfläche glänzend ist, dann wird das Gerät nicht nur etablieren emittieren, sondern auch die reflektierte Energie.
• Wenn das Objekt transparent ist, ist es notwendig, IR-Filterung (z.B. Glas opak bei 5 Mikrometern).
• In neun von zehn Fällen absolut genaue Messung erforderlich ist. Wiederholte Messungen und Unbefangenheit die notwendige Präzision. Wenn die Strahl Veränderungen und Verarbeitung schwierig ist, sollte bei zwei- oder mehrwellige Radiometer bleiben.

Strukturelemente

Laser berührungslosen Thermometer arbeitet auf dem Prinzip der Infrarotenergie am Eingang und Ausgang Signal. Grundschaltung besteht aus einer Optik, Linsen, Spektralfilter und den Detektors als eine externe Schnittstelle zu sammeln. Dynamische Verarbeitung anders durchgeführt, aber es kann verringert werden, zu verbessern, thermisches Stabilisierungssignal der Linearisierung und Transformation. Herkömmliches Fensterglas wird für die kurzwellige Strahlung, Quarz für Mitten und Germanium oder Zinksulfid für die 8-14 Mikrometer-Bereich, Faser verwendet – bei Wellenlängen von 0,5-5,0 Mikron.

Sehenswürdigkeit

Laser Fernthermometer ist gekennzeichnet durch ein Sichtfeld Temperaturregelung Punktgrße in einem bestimmten Abstand – (FOV). Ändern des Durchmessers des Sichtfeldes ist, auf eine Änderung der Entfernung zwischen dem Thermometer und dem Meßobjekt direkt proportional. Sein Wert hängt vom Hersteller und die Auswirkungen auf den Stückpreis. Es Muster mit PP als 1 mm für Punktmessungen und eine langreichweitige Optik (7 cm in einer Entfernung von 9 m). Arbeitsabstand hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung, wenn das Objekt den Messpunkt füllt. Der maximale Signalverlust soll nicht mehr als 1% nicht überschreiten.

Ziel

Herkömmliche Infrarot-Thermometer produzieren Messungen ohne zusätzliche Geräte. Dies ist akzeptabel für die Verwendung mit großen Objekten, wie zB Papierbahn, wo Punktgenauigkeit nicht erforderlich ist. Für kleine oder entfernte Objekte unter Verwendung eines Laserstrahls. Erstellt mehrere Varianten der Laser-Sichtung.

1. Der Strahl von der optischen Achse versetzt ist. Das einfachste Modell, das in Geräten mit geringer Auflösung zu großen Objekten verwendet wird, dh. K. Die Nähe der Abweichung zu groß ist.
2. Koaxialer Strahl. Nicht von der optischen Achse abweichen. Messpunktzentrum in jeder Entfernung genau spezifiziert.
3. Dual-Laser. Punktdurchmesser zwei Punkte markiert, die die Notwendigkeit, den Durchmesser zu erraten oder zu berechnen eliminiert und führt nicht zu Fehlern.
4. Circular Zeiger-Versatz. Es zeigt das Sichtfeld seiner Größe und der Außengrenze.
5. 3-Punkt-Koaxial-Zeiger. Der Strahl wird aufgeteilt in drei helle Punkte auf der gleichen Zeile. Midpoint bezeichnet das Punktzentrum, und der äußere Durchmesser der Spuren.

Das Ziel, wirksame Unterstützung unter der Leitung des Thermometers genau auf dem Messobjekt bereitzustellen.

Filter

Die Thermometer werden kurze Wellenfilter für Hochtemperaturmessungen (> 500 ° C) und lange Wellenlängenfilter für niedrigen Temperaturen (-40 ° C). Siliziumdetektoren, beispielsweise resistent gegenüber Hitze, und eine kleine Wellenlänge reduziert die Messfehler. Andere selektive Filter werden für die Kunststofffolien (3,43 Mikrometer und 7,9 Mikrometer), Glas (5,1 Mikrometer) und die Flamme (3,8 Mikrometer) verwendet.

Sensoren

Die meisten Sensoren oder photoelektrische Generatorspannung, wenn IR-Strahlung ausgesetzt wird, oder photoleitende, t. E. ändert seinen Widerstand unter der Einwirkung der Energiequelle. Sie sind schnell, hochempfindlich, weisen eine annehmbare Temperaturdrift, die überwunden werden können, beispielsweise Thermistor-Temperaturkompensationsschaltung, eine automatische Nullschaltung und Amplitude isothermen Schutz begrenzen.

Das Kette IR-Thermometer etwa 100-1000 mV Detektorausgangssignal ist eine tausendfache Verstärkung geregelt wird, wird linearisiert und als ein Ergebnis wird ein lineares Strom- oder Spannungssignal repräsentiert. Sein optimaler Wert von 4-20 mA, externen Störungen zu minimieren. Dieses Signal kann an dem RS-232-Port oder den PID-Regler, Fernanzeige oder Aufzeichnungsgerät zugeführt werden. Andere Ausführungsformen verwenden Signal:

• Ein / Aus-Signal;
• Peak-Hold-Wert;
• einstellbare Antwortzeit;
• eine Abtast- und Halteschaltung.

Geschwindigkeit

Infrarot-Laser-Thermometer weist eine durchschnittliche Reaktionszeit von 300 ms, obwohl die Verwendung von Silizium-Detektoren kann einen Wert von 10 ms erreichen. In vielen Instrumenten Reaktionszeit ändert ankommende Geräusche zu dämpfen und die Empfindlichkeit einzustellen. Nicht immer braucht eine minimale Antwortzeit. Zum Beispiel sollte in Induktionserwärmungszeit im Bereich von 10 bis 50 ms betragen.

Eigenschaften von Laserthermometer

Etekcity Lasergrip 630 – Infrarot-2 Laser-Thermometer Preis von $ 35,99. Features:

• Temperaturbereich -50 … +580 ° C;
• Genauigkeit +/- 2%;
• Abstand zur Punktgrößenverhältnis von 16: 1;
• Emissionsvermögen von 0,1 bis 1,0;
• Reaktionszeit <500 ms;
• Auflösung von 1 ° C

Laser-Thermometer (Bild) informiert auch über die größte, kleinste und mittlere Temperatur. Der Messfleck wird von 2 cm unterhalb der verschobenen Zielpunkt. Laser Targeting genauer am Schnittpunkt der Strahlen (36 cm).

Amprobe IR-710 – Infrarot-Laser-Thermometer, der Preis ist $ 49.95. Features:

• Temperaturbereich -50 … 538 ° C;
• Minimale Punktgröße von 20 mm;
• Genauigkeit +/- 2%;
• Abstand zur Punktgrößenverhältnis von 12: 1;
• Emissionsvermögen von 0,95;
• die Reaktionszeit von 500 ms;
• Auflösung von 1 ° C

Diese Laserthermometer (Foto) als die aktuelle Temperatur, es zeigt auch die Minimal- und Maximalwerte.