8 điểm khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại
1. Xác định phạm vi đo nhiệt độ
Xác định phạm vi đo nhiệt độ: Phạm vi đo nhiệt độ là chỉ số hoạt động quan trọng nhất của nhiệt kế. Một số sản phẩm nhiệt kế có phạm vi -50 độ - cộng với 3000 độ, nhưng điều này không thể thực hiện được bằng một loại nhiệt kế hồng ngoại. Mỗi loại nhiệt kế có phạm vi nhiệt độ cụ thể của riêng mình. Do đó, dải nhiệt độ đo được của người dùng phải được xem xét chính xác và toàn diện, không quá hẹp cũng không quá rộng. Theo định luật bức xạ vật đen, sự thay đổi năng lượng bức xạ do nhiệt độ trong dải sóng ngắn của quang phổ sẽ vượt quá sự thay đổi năng lượng bức xạ do sai số phát xạ gây ra. Do đó, tốt hơn là sử dụng sóng ngắn càng nhiều càng tốt khi đo nhiệt độ. Nói chung, phạm vi đo nhiệt độ càng hẹp thì độ phân giải tín hiệu đầu ra của giám sát nhiệt độ càng cao, độ chính xác và độ tin cậy càng dễ giải quyết. Nếu phạm vi đo nhiệt độ quá rộng, độ chính xác của phép đo nhiệt độ sẽ giảm. Ví dụ: nếu nhiệt độ mục tiêu đo được là 1000 độ, trước tiên hãy xác định xem nhiệt độ đó là trực tuyến hay di động và liệu nó có thể di động được không. Có nhiều model đáp ứng mức nhiệt độ này như 3iLR3, 3i2M, 3i1M. Nếu độ chính xác của phép đo là điều chính, tốt hơn là chọn loại 2M hoặc 1M, vì nếu sử dụng loại 3iLR, phạm vi đo nhiệt độ rất rộng và hiệu suất đo nhiệt độ cao sẽ kém; Đối với các mục tiêu nhiệt độ thấp, chúng ta phải chọn 3iLR3.
2. Xác định kích thước mục tiêu
Nhiệt kế hồng ngoại có thể được chia thành nhiệt kế một màu và nhiệt kế hai màu (nhiệt kế đo màu bức xạ) theo nguyên tắc. Đối với nhiệt kế đơn sắc, khi đo nhiệt độ, diện tích của mục tiêu cần đo phải lấp đầy trường quan sát của nhiệt kế. Khuyến nghị rằng kích thước mục tiêu đo được vượt quá 50 phần trăm trường nhìn. Nếu kích thước mục tiêu nhỏ hơn trường nhìn, năng lượng bức xạ nền sẽ đi vào các biểu tượng hình ảnh và âm thanh của nhiệt kế và gây nhiễu cho các kết quả đo nhiệt độ, gây ra sai số. Ngược lại, nếu mục tiêu lớn hơn trường nhìn của hỏa kế, hỏa kế sẽ không bị ảnh hưởng bởi nền bên ngoài khu vực đo. Đối với nhiệt kế đo màu, nếu trường quan sát không bị lấp đầy, khói, bụi, vật cản tồn tại trên đường đo và năng lượng bức xạ bị suy giảm sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo. Đối với các mục tiêu nhỏ và di chuyển hoặc rung động, nhiệt kế so màu là lựa chọn tốt nhất. Điều này là do đường kính nhỏ của các tia sáng và tính linh hoạt của chúng trong việc vận chuyển năng lượng bức xạ ánh sáng qua các kênh cong, bị chặn và gấp khúc.
Đối với một số hỏa kế, nhiệt độ được xác định bởi tỷ lệ năng lượng bức xạ trong hai dải bước sóng riêng biệt. Do đó, khi mục tiêu cần đo nhỏ, không lấp đầy vị trí và có khói, bụi hoặc vật cản trên đường đo làm suy giảm năng lượng bức xạ, nó sẽ không ảnh hưởng đến kết quả đo. Ngay cả trong trường hợp suy giảm năng lượng 95 phần trăm, độ chính xác của phép đo nhiệt độ cần thiết vẫn có thể được đảm bảo. Đối với các mục tiêu nhỏ và di chuyển hoặc rung động; đôi khi di chuyển trong trường nhìn hoặc có thể di chuyển một phần ra khỏi trường nhìn, trong những điều kiện này, việc sử dụng nhiệt kế hai màu là lựa chọn tốt nhất. Nếu không thể nhắm trực tiếp giữa hỏa kế và mục tiêu, và kênh đo bị uốn cong, hẹp, bị chặn, v.v., thì hỏa kế sợi quang hai màu là lựa chọn tốt nhất. Điều này là do chúng có đường kính nhỏ, tính linh hoạt và khả năng truyền năng lượng bức xạ quang qua các kênh cong, bị chặn và gấp khúc, do đó cho phép đo các mục tiêu khó tiếp cận, trong điều kiện khắc nghiệt hoặc gần trường điện từ.
3. Xác định hệ số khoảng cách (độ phân giải quang học)
Hệ số khoảng cách được xác định bởi tỷ lệ D:S, nghĩa là tỷ lệ khoảng cách D giữa đầu dò của nhiệt kế đến mục tiêu và đường kính của mục tiêu cần đo. Nếu nhiệt kế phải được lắp đặt cách xa mục tiêu do điều kiện môi trường và phải đo mục tiêu nhỏ, nên chọn nhiệt kế có độ phân giải quang học cao. Độ phân giải quang học càng cao, tức là tăng tỷ lệ D:S, thì giá thành của hỏa kế càng cao. Nhiệt kế hồng ngoại Raytek D:S có phạm vi từ 2:1 (hệ số khoảng cách thấp) đến hơn 300:1 (hệ số khoảng cách cao). Nếu nhiệt kế ở xa mục tiêu và mục tiêu nhỏ, nên chọn nhiệt kế có hệ số khoảng cách cao. Đối với hỏa kế có tiêu cự cố định, tiêu điểm của hệ quang học là vị trí cực tiểu của vết, các điểm gần và xa tiêu điểm sẽ tăng lên. Có hai yếu tố khoảng cách. Do đó, để đo chính xác nhiệt độ ở khoảng cách gần và xa tiêu điểm, kích thước của mục tiêu đo phải lớn hơn kích thước điểm tại tiêu điểm. Nhiệt kế thu phóng có vị trí lấy nét tối thiểu, có thể điều chỉnh theo khoảng cách đến mục tiêu. Nếu tăng D:S thì năng lượng nhận được sẽ giảm. Nếu không tăng khẩu độ thu, hệ số khoảng cách D:S sẽ khó tăng, điều này sẽ làm tăng giá thành của thiết bị.
4. Xác định khoảng bước sóng
Độ phát xạ và tính chất bề mặt của vật liệu mục tiêu xác định bước sóng phản ứng quang phổ của hỏa kế. Đối với vật liệu hợp kim có hệ số phản xạ cao thì có hệ số phát xạ thấp hoặc thay đổi. Ở vùng nhiệt độ cao, bước sóng tốt nhất để đo vật liệu kim loại là hồng ngoại gần và {{0}}.8-1.{{10}} μm có thể được chọn. Các vùng nhiệt độ khác có thể chọn 1,6μm, 2,2μm và 3,9μm. Vì một số vật liệu trong suốt ở một bước sóng nhất định, năng lượng hồng ngoại sẽ xuyên qua các vật liệu này và nên chọn bước sóng đặc biệt cho vật liệu này. Ví dụ: 1.0μm, 2,2μm và 3,9μm được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong của kính (kính được đo phải rất dày, nếu không nó sẽ xuyên qua) bước sóng; 5.0μm được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt của kính; Ví dụ: 3,43μm được sử dụng để đo màng nhựa polyetylen, 4,3μm hoặc 7,9μm được sử dụng cho polyester và 8-14μm được sử dụng cho độ dày vượt quá 0,4mm. Ví dụ, dải hẹp 4,64μm được sử dụng để đo CO trong ngọn lửa và 4,47μm được sử dụng để đo NO2 trong ngọn lửa.
5. Xác định thời gian phản hồi
Thời gian phản hồi cho biết tốc độ phản ứng của nhiệt kế hồng ngoại đối với sự thay đổi nhiệt độ đo được, được định nghĩa là thời gian cần thiết để đạt được 95 phần trăm năng lượng của lần đọc cuối cùng, liên quan đến hằng số thời gian của bộ tách sóng quang, mạch xử lý tín hiệu và hệ thống hiển thị. Một số nhiệt kế hồng ngoại có thời gian phản hồi lên tới 1ms, nhanh hơn nhiều so với các phương pháp đo nhiệt độ tiếp xúc. Nếu tốc độ di chuyển của mục tiêu rất nhanh hoặc khi đo mục tiêu phát nhiệt nhanh, nên chọn nhiệt kế hồng ngoại phản ứng nhanh, nếu không sẽ không đạt được phản hồi tín hiệu đầy đủ và độ chính xác của phép đo sẽ giảm. Tuy nhiên, không phải tất cả các ứng dụng đều yêu cầu nhiệt kế hồng ngoại phản ứng nhanh. Đối với các quá trình nhiệt tĩnh hoặc mục tiêu có quán tính nhiệt tồn tại, thời gian đáp ứng của nhiệt kế có thể được nới lỏng. Do đó, việc lựa chọn thời gian phản hồi của nhiệt kế hồng ngoại phải phù hợp với tình huống của mục tiêu được đo. Việc xác định thời gian phản hồi chủ yếu dựa vào tốc độ di chuyển của mục tiêu và tốc độ thay đổi nhiệt độ của mục tiêu. Đối với các mục tiêu tĩnh hoặc tham số mục tiêu theo quán tính nhiệt hoặc tốc độ của thiết bị điều khiển hiện có bị hạn chế, thời gian đáp ứng của nhiệt kế có thể nới lỏng các yêu cầu.
6. Chức năng xử lý tín hiệu
Do sự khác biệt giữa các quy trình rời rạc (chẳng hạn như sản xuất bộ phận) và quy trình liên tục, nhiệt kế hồng ngoại bắt buộc phải có chức năng xử lý đa tín hiệu (chẳng hạn như giữ đỉnh, giữ đáy, giá trị trung bình) để lựa chọn, chẳng hạn như khi đo nhiệt độ của chai trên băng tải, đó là Để sử dụng tính năng giữ đỉnh, tín hiệu đầu ra nhiệt độ được gửi đến bộ điều khiển. Nếu không, nhiệt kế đọc giá trị nhiệt độ thấp hơn giữa các chai. Nếu sử dụng tính năng giữ đỉnh, hãy đặt thời gian phản hồi của nhiệt kế dài hơn một chút so với khoảng thời gian giữa các chai để ít nhất một chai luôn được đo.
7. Xem xét điều kiện môi trường
Điều kiện môi trường của nhiệt kế có ảnh hưởng lớn đến kết quả đo, cần được xem xét và giải quyết hợp lý, nếu không sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo nhiệt độ, thậm chí gây hư hỏng. Khi nhiệt độ môi trường cao và có bụi, khói và hơi nước, có thể chọn vỏ bảo vệ, làm mát bằng nước, hệ thống làm mát không khí, lọc không khí và các phụ kiện khác do nhà sản xuất cung cấp. Những phụ kiện này có thể giải quyết hiệu quả các ảnh hưởng của môi trường và bảo vệ nhiệt kế để đo nhiệt độ chính xác. Khi chỉ định các phụ kiện, nên yêu cầu dịch vụ tiêu chuẩn hóa càng nhiều càng tốt để giảm chi phí lắp đặt. Khi khói, bụi hoặc các hạt khác làm giảm tín hiệu năng lượng đo dưới tiếng ồn, trường điện từ, độ rung hoặc điều kiện môi trường không thể tiếp cận hoặc các điều kiện khắc nghiệt khác, nhiệt kế hai màu sợi quang là lựa chọn tốt nhất. Một nhiệt kế so màu là sự lựa chọn tốt nhất. Trong điều kiện môi trường có tiếng ồn, trường điện từ, rung động và không thể tiếp cận hoặc các điều kiện khắc nghiệt khác, nên chọn nhiệt kế so màu nhẹ.
Trong các ứng dụng có vật liệu kín hoặc nguy hiểm như thùng chứa hoặc buồng chân không, nhiệt kế nhìn qua cửa sổ. Vật liệu phải đủ bền và đi qua dải bước sóng hoạt động của hỏa kế đang được sử dụng. Ngoài ra xác định người điều khiển cũng cần quan sát qua cửa sổ, nên chọn vị trí lắp đặt và chất liệu cửa sổ phù hợp để tránh ảnh hưởng lẫn nhau. Trong các ứng dụng đo nhiệt độ thấp, vật liệu Ge hoặc Si thường được sử dụng làm cửa sổ, mờ đục đối với ánh sáng khả kiến và mắt người không thể quan sát mục tiêu qua cửa sổ. Nếu người vận hành cần đi qua mục tiêu cửa sổ, nên sử dụng vật liệu quang học truyền cả bức xạ hồng ngoại và ánh sáng khả kiến. Ví dụ, nên sử dụng vật liệu quang học truyền cả bức xạ hồng ngoại và ánh sáng khả kiến làm vật liệu cửa sổ, chẳng hạn như ZnSe hoặc BaF2.
Khi có khí dễ cháy trong môi trường làm việc của nhiệt kế, có thể chọn nhiệt kế hồng ngoại an toàn nội tại để thực hiện phép đo và giám sát an toàn trong môi trường khí dễ cháy có nồng độ nhất định.
Trong trường hợp điều kiện môi trường khắc nghiệt, phức tạp có thể lựa chọn hệ thống có đầu đo và màn hình hiển thị nhiệt độ riêng biệt để dễ dàng cài đặt và cấu hình. Có thể chọn dạng đầu ra tín hiệu phù hợp với thiết bị điều khiển hiện tại.
8. Hiệu chuẩn nhiệt kế bức xạ hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại phải được hiệu chuẩn để hiển thị chính xác nhiệt độ của đối tượng được đo. Nói chung, chu kỳ hiệu chuẩn của phép đo nhiệt độ hồng ngoại là một năm. Nên sử dụng lò vật đen có dạng khoang và độ phát xạ 0.995 để hiệu chuẩn chính xác nhiệt kế hồng ngoại. Nếu trong quá trình sử dụng, phép đo nhiệt độ của nhiệt kế được sử dụng vượt quá giới hạn cho phép, cần phải trả lại cho nhà sản xuất hoặc trung tâm sửa chữa để hiệu chuẩn lại.
