Nhiệt kế ba điểm
Hệ thống hồng ngoại:
Nhiệt kế hồng ngoại bao gồm hệ thống quang học, bộ tách sóng quang, bộ khuếch đại tín hiệu, xử lý tín hiệu, đầu ra màn hình và các bộ phận khác. Hệ thống quang học thu thập năng lượng bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong trường nhìn của nó và kích thước của trường nhìn được xác định bởi các bộ phận quang học của nhiệt kế và vị trí của nó. Năng lượng hồng ngoại được tập trung vào bộ tách sóng quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu đi qua bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu và được chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ của mục tiêu đo sau khi được hiệu chỉnh theo thuật toán xử lý bên trong của thiết bị và độ phát xạ của mục tiêu.
Việc lựa chọn nhiệt kế hồng ngoại có thể được chia thành ba khía cạnh:
Các chỉ số hiệu suất, chẳng hạn như phạm vi nhiệt độ, kích thước điểm, bước sóng làm việc, độ chính xác của phép đo, thời gian đáp ứng, v.v.; điều kiện môi trường và làm việc, chẳng hạn như nhiệt độ môi trường, cửa sổ, màn hình và đầu ra, phụ kiện bảo vệ, v.v.; các tùy chọn khác, chẳng hạn như dễ sử dụng, bảo trì, hiệu suất và giá cả hiệu chuẩn, v.v., cũng có tác động nhất định đến việc lựa chọn nhiệt kế. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và công nghệ, thiết kế tốt nhất và tiến bộ mới của nhiệt kế hồng ngoại cung cấp cho người dùng nhiều chức năng và dụng cụ đa năng, mở rộng sự lựa chọn.
Xác định khoảng nhiệt độ:
Phạm vi đo nhiệt độ là chỉ số hiệu suất quan trọng nhất của nhiệt kế. Ví dụ: các sản phẩm Raytek (Ray Thai) có phạm vi -50 độ - cộng thêm 3000 độ nhưng điều này không thể thực hiện được bằng một loại nhiệt kế hồng ngoại. Mỗi loại nhiệt kế đều có khoảng nhiệt độ riêng. Vì vậy, phạm vi nhiệt độ đo được của người dùng phải được xem xét một cách chính xác và toàn diện, không quá hẹp cũng không quá rộng. Theo định luật bức xạ vật đen, trong dải phổ sóng ngắn, độ biến thiên của năng lượng bức xạ do nhiệt độ gây ra sẽ vượt quá độ biến thiên của năng lượng bức xạ do sai số phát xạ. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên sử dụng sóng ngắn càng nhiều càng tốt khi đo nhiệt độ.
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 mục tiêu cần đo phải lấp đầy tầm nhìn của nhiệt kế. Khuyến cáo rằng kích thước mục tiêu đo được nên 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 ký hiệu hình ảnh và âm thanh của nhiệt kế và gây trở ngại cho 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.
Nhiệt độ của nhiệt kế hai màu được xác định bằng tỷ số năng lượng bức xạ ở hai dải bước sóng độc lập. Do đó, khi mục tiêu cần đo nhỏ, không lấp đầy địa điểm và có khói, bụi hoặc vật cản trên đường đo làm suy giảm năng lượng bức xạ thì sẽ không ảnh hưởng đến kết quả đo. Ngay cả trong trường hợp suy giảm năng lượng 95 phần trăm, độ chính xác đo nhiệt độ cần thiết vẫn có thể được đảm bảo. Đối với các mục tiêu nhỏ và đang chuyển động 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 nhiệt kế và mục tiêu, kênh đo bị cong, hẹp, bị chặn,… thì nhiệt kế sợi quang hai màu là lựa chọn tốt nhất. Điều này là do đường kính nhỏ, tính linh hoạt và khả năng truyền năng lượng bức xạ quang học qua các kênh cong, bị chặn và gấp, do đó cho phép đo các mục tiêu khó tiếp cận, trong điều kiện khắc nghiệt hoặc gần trường điện từ.
Xác định độ phân giải quang học (Khoảng cách và độ nhạy)
Độ phân giải quang học được xác định bằng tỷ số D và S, là tỷ số giữa khoảng cách D giữa hỏa kế đến mục tiêu và đường kính S của điểm đo. Nếu nhiệt kế phải lắp đặt xa mục tiêu do điều kiện môi trường và phải đo mục tiêu nhỏ thì nên chọn nhiệt kế có độ phân giải quang học cao. Độ phân giải quang học càng cao, nghĩa là tỷ lệ D:S càng cao thì giá thành của nhiệt kế càng cao.
Xác định khoảng bước sóng:
Độ phát xạ và tính chất bề mặt của vật liệu mục tiêu xác định phản ứng quang phổ hoặc bước sóng của hỏa kế. Đối với vật liệu hợp kim có độ phản xạ cao, độ phát xạ thấp hoặc thay đổi. Ở khu vực nhiệt độ cao, bước sóng tốt nhất để đo vật liệu kim loại là gần hồng ngoại và có thể chọn bước sóng {{0}}.18-1.0μm. Các vùng nhiệt độ khác có thể chọn bước sóng 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, các bước sóng 10 μm, 2,2 μm và 3,9 μm được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong của kính (kính được kiểm tra phải rất dày, nếu không sẽ xuyên qua) các bước sóng; bước sóng 5.0 μm được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong kính; Bước sóng 3,43 μm được sử dụng để đo màng nhựa polyetylen và bước sóng 4,3 μm hoặc 7,9 μm được sử dụng cho polyester. Nếu độ dày vượt quá 0,4 mm, hãy chọn bước sóng 8-14μm; một ví dụ khác là đo C02 trong ngọn lửa với bước sóng dải hẹp 4.24-4.3μm, đo C0 trong ngọn lửa với bước sóng dải hẹp 4,64μm và đo N02 trong ngọn lửa với bước sóng 4,47μm .
Xác định thời gian đáp ứng:
Thời gian đáp ứng cho biết tốc độ phản ứng của nhiệt kế hồng ngoại với sự thay đổi nhiệt độ đo được, được định nghĩa là thời gian cần thiết để đạt 95% 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. Thời gian đáp ứng của nhiệt kế hồng ngoại mới có thể đạt tới 1ms. Điều này nhanh hơn nhiều so với phương pháp đo nhiệt độ tiếp xúc. Nếu tốc độ di chuyển của mục tiêu rất nhanh hoặc khi đo mục tiêu nóng lên nhanh, nên chọn nhiệt kế hồng ngoại phản ứng nhanh, nếu không sẽ không đạt được phản hồi tín hiệu đủ và độ chính xác của phép đo sẽ giảm. Tuy nhiên, không phải ứng dụng nào cũng yêu cầu nhiệt kế hồng ngoại phản ứng nhanh. Đối với các quá trình nhiệt cố định hoặc mục tiêu nơi tồn tại quán tính nhiệt, thời gian đáp ứng của nhiệt kế có thể được nới lỏng. Do đó, việc lựa chọn thời gian đáp ứng của nhiệt kế hồng ngoại phải phù hợp với tình hình của mục tiêu đo.
