Laserski Termometar: načelo djelovanja. Laser daljinski termometar (foto)

Mjerenje temperature mogu biti kontakt i daljinski. Najčešće termoparova, termometri i otpornika senzori koji zahtijevaju kontakt s objektom, tj. K. Mjerenje vlastitu temperaturu. Oni to polako, ali jeftin.

Blizina senzori mjere infracrveno zračenje iz objekta, daju brze rezultate, a obično se koristi za određivanje temperature kreće i nepokretnih tijela u vakuumu i nepristupačan zbog agresivnosti okoliša, obilježja obliku ili prijetnje sigurnosti. Cijena takvih uređaja je relativno visoka, iako se u nekim slučajevima može usporediti s kontakt uređaje.

crno-bijeli Toplomjeri

metoda Monokromatski za određivanje ukupnog sjaj koristi unaprijed određene valne duljine. Implementacije u rasponu od jednostavnih ručnih sondi s daljinskim mjerenjem do sofisticiranih prijenosnih uređaja koji omogućavaju da se istovremeno promatrati objekt i njegove vrijednosti temperature biti upisani u memoriju ili ih ispisuje. Stacionarni senzori su zastupljeni kao jednostavan detektor s malim udaljenim elektronike aranžmana i visoke čvrstoće s udaljenim uređajima PID kontrole. Optička vlakna, laser cilj, rashladne vode, prisutnost na zaslonu i skener - opcionalno praćenja opcije procesa i sustava upravljanja.

Konfiguracija, spektralna filtriranje, raspon radne temperature, optika, vrijeme odziva i svjetlinu objekta važni su elementi koji utječu na učinkovitost i treba uzeti u obzir u postupku odabira.

Senzor može biti jednostavna dvije žice, a kompleks otporan na habanje uređaja visoke osjetljivosti.

Izbor spektralnog odgovora i temperaturnom povezane s određenim mjernim zadacima. Kratke valne duljine se koriste za visoke temperature i dugo - za niski. Ako su predmeti su transparentni, na primjer, plastike i stakla, potrebno je filtriranje uzkovolnovaya. Apsorpcija pojas CH polietilenski film je 3,43 um. Izolacija spektra u tom rasponu pojednostavljuje izračun na emisijskog faktora. Slično tome, staklu bliski materijali, neprozirna pri valnoj duljini od 4.6 mikrona, što omogućuje točno odrediti temperaturu površine stakla. 1-4 mikrona emitiraju površinu omogućuje da mjerenje preko okna za inspekciju vakuumom i tlačnih komora. - alternativno korištenje optičkog kabela.

Optika i RTT su beznačajne u većini slučajeva, jer vidnom polju veličine 3 cm na udaljenosti od 50 cm i vrijeme odziva manje od 1 s je dovoljno. Za male ili brzim pokretnim predmetom povremenom postaje neophodno u malom (3mm promjera) ili više manjih (0,75 mm), na licu mjesta mjerenja. Daleko ciljajući (3-300 m) zahtijeva optičku prilagodbu, kao standard vidno polje postaje prevelika. U nekim slučajevima, ova metoda koristi dva vala radiometrija. Optička vlakna omogućuje distancirati elektronike od agresivnom okolišu, kako bi se uklonili efekt buke i riješiti problem pristupa.

Laser termometar osnovi kontrolira u rasponu 0.2-5.0 s vremenom odziva. Brzi odgovor može povećati signala buku i sporo učinak na osjetljivost. Kada indukcijsko grijanje zahtijeva neposredan odgovor, a za transporter - sporiji odgovor.

Monokromatski IC termometar je jednostavna i koristi se u slučajevima gdje je visoko-kvalitetnih proizvoda za stvaranje kontrola temperature je vrlo važno.

dual-valna duljina Termometrija

Za složenije zadatke, gdje je apsolutna točnost mjerenja je kritična, a gdje je proizvod podvrgnut fizičkom ili kemijskom stresu, a primjenjuje se dva vala radiometrija. Koncept je nastao u ranim 1950-ih, a nedavne promjene u dizajnu hardvera i povećati produktivnost i smanjiti troškove.

Postupak se sastoji u mjerenju spektralnu gustoću snage pri dvije različite valne duljine. Temperatura objekta može čitati izravno iz instrumenta, ako je koeficijent zračenja isti za svaku valnu duljinu. Indikacije će biti istina, čak i ako je vidno polje djelomično blokiran relativno hladne materijale, kao što su prašina, žice ekrana sive i proziran prozor. metoda Teorija je jednostavna. Ako su i sjaj valna duljina je ista (za sivo tijelo), koeficijent emisija je smanjena i odnos postaje proporcionalan temperaturi.

Dual-valna duljina lasera termometar koristi se u industriji i istraživanja kao jednostavan, jedinstven senzor koji može smanjiti pogreške u mjerenju.

Osim toga, više valnih duljina termometar postavljen za materijale koji nisu sive tijela, koeficijent apsorpcije koja varira s valnom duljinom. U tim slučajevima zahtijeva detaljnu analizu svojstava materijala površine na odnos koeficijenta valne duljine, temperature i kemijskog sastava površine. S tim podacima moguće je napraviti izračun algoritam, ovisno o spektralnom zračenja na različitim valnim duljinama na temperaturu.

pravila vrednovanja

Za procjenu točnosti mjerenja korisnik treba znati sljedeće:

• IR senzori sebi ne razlikuje boje.
• Ako je površina sjajna, a zatim uređaj će utvrditi ne samo da emitira nego i odražava energija.
• Ako je objekt transparentan, potrebno je IR filtriranje (na primjer, staklo neproziran u 5 mikrona).
• U devet od deset slučajeva potrebno je apsolutno precizno mjerenje. Ponovljeni čitanja i nedostatak pristranosti će pružiti potrebnu preciznost. Kada sjaj promjene i obrada je teško, treba ostati kod dva ili više valnih duljina radiometra.

strukturni elementi

laserski beskontaktni termometar radi na principu infracrvene energije na ulazu i izlazu signala. Osnovni uređaj krug sastoji se od prikupljanja optika, leće, spektralnih filtera i detektor kao vanjskog sučelja. Dinamička obrada provodi drugačije, ali to može biti smanjen kako bi se poboljšala, toplinska stabilizacija signal linearizacija i transformacije. Konvencionalni prozor staklo koristi za kratkovalnog zračenja, kvarca za srednjeg opsega i germanija ili cink sulfida za 8-14 mikrona, raspon vlakna - na valnim duljinama od 0.5-5.0 mikrona.

vid

Laser daljinski termometar karakterizira polju gledišta (FOV) - kontrola temperature baza veličine na određenoj udaljenosti. Promjena promjer vidnog polja izravno je proporcionalna promjeni udaljenosti između termometra i mjerenje objekta. Njegova vrijednost ovisi o proizvođaču i utjecaj na jediničnoj cijeni. Postoji uzorak s PP od 1 mm za točke mjerenja i dugoročno i optike (7 cm na udaljenosti od 9 m). Rad udaljenost ne utječe na točnost čitanja, ako je objekt ispunjava mjernu točku. Maksimalni gubitak signala ne smije biti veća od 1%.

ciljajući

Konvencionalni IR termometri proizvode mjerenja bez dodatnih uređaja. To je prihvatljivo za uporabu s velikim objektima, kao što su trake papira, u kojima nije potrebna točnost točka. Za male ili udaljene objekte pomoću laserske zrake. Created nekoliko varijanti laserskog viziranje.

1. Offset od optičke osi snopa. Najjednostavniji model koji se koristi u uređajima s niskom rezolucijom do velikih objekata, tj. K. blizina odstupanja prevelika.
2. Coaxial zraka. Nemoj skretati s optičkom osi. mjerenje točka središte upravo navedeno na bilo kojoj udaljenosti.
3. Dvostruki laser. Spot promjer označeni dva boda, što eliminira potrebu za pogoditi ili izračunati promjer i ne dovode do pogreške.
4. pomak Kružni pokazivač. To pokazuje vidno polje od svoje veličine i vanjskoj granici.
5. 3 točke koaksijalni pokazivač. Zraka je podijeljena u tri svijetle točke na istoj liniji. Središnja točka označava licu mjesta centar i vanjski promjer svoje oznake.

S ciljem da osiguraju učinkovitu pomoć prema smjeru termometra upravo na mjernom objektu.

filteri

Termometri koriste kratke valne filtera za mjerenje visokih temperatura (> 500 ° C) i duge valne duljine filtera za niske temperature (-40 ° C). Detektori silicij, na primjer, otporna na toplinu, a mali valna duljina smanjuje pogreška mjerenja. Druge selektivne filteri se koriste za plastične folije (3,43 mikrona i 7.9 mikrona), stakla (5.1 mikrona) i plamena (3,8 mikrona).

senzori

Većina senzora ili fotoelektrični stvara napon kada je podvrgnuta infracrvenog zračenja ili photoconductive, t. E. Promjene otpornost pod djelovanjem izvora energije. Oni su brzi, vrlo osjetljive, imaju prihvatljivu temperaturu drift, koji se može prevladati, na primjer, thermistor kompenzacija temperature kruga, automatski nula krug, a amplituda ograničavanja izotermne zaštitu.

IR lanac termometra oko 100-1000 mV detektor izlazni signal je tisuću puta poboljšanje regulirana je linearizirano, i, kao rezultat toga, predstavlja ravnolančani ili naponski signal struje. Njegova optimalna vrijednost 4-20 mA, kako bi se smanjila vanjski smetnje. Ovaj signal može biti hrana za RS-232 port ili PID kontroler, daljinski zaslon ili uređaj za snimanje. Ostali oblici koriste signal:

• on / off signala;
• vršna vrijednost zadržavanje;
• podesiva vrijeme odziva;
• uzorak i krug za držanje.

brzina

Infracrveni laser termometar ima prosječno vrijeme odziva 300 ms, iako je uporaba detektora silicija može dostići vrijednost od 10 ms. U mnogim instrumentima Vrijeme odziva promjene ciljem ublažavanja dolazni buke i podešavanje osjetljivosti. Ne uvijek potrebno minimalno vrijeme odziva. Na primjer, u indukcijskoj vrijeme grijanja treba biti u rasponu od 10-50 ms.

Značajke laserske termometara

Etekcity Lasergrip 630 - infracrvena 2 laserski termometar cijena 35.99 $. Značajke:

• Raspon temperature -50 ... 580 ° C;
• točnost +/- 2%;
• udaljenost omjer veličine točke od 16 do: 1;
• koeficijent zračenja 0,1 - 1,0;
• Vrijeme odziva <500 ms;
• rezolucija 1 ° C

Laser termometar (slika) također informira o najvećem, najmanji i prosječnom temperaturom. Mjerna točka je pomaknut za 2 cm ispod ciljem točku. Ciljanje laser točnije na sjecištu zraka (36 cm).

Amprobe IR-710 - infracrvena laserska termometar, cijena je 49,95 $. Značajke:

• Raspon temperature -50 ... 538 ° C;
• Minimalna veličina mrlja 20 mm;
• točnost +/- 2%;
• udaljenost omjeru veličine od 12 do točke: 1;
• koeficijent zračenja 0,95;
• vrijeme odziva 500 ms;
• rezolucija 1 ° C

Ovaj laserski termometar (foto) osim trenutne temperature, također ukazuje na minimalne i maksimalne vrijednosti.