Tiêu chuẩn nguyên tắc đo nhiệt kế hồng ngoại
Có nhiều ưu điểm khi đo nhiệt độ không tiếp xúc bằng nhiệt kế hồng ngoại và các ứng dụng của nó bao gồm từ các vật thể nhỏ hoặc khó tiếp cận đến các hóa chất ăn mòn và các bề mặt nhạy cảm. Bài viết này sẽ thảo luận về ưu điểm này, đưa ra tính quyết định của việc lựa chọn nhiệt kế hồng ngoại chính xác, v.v. để minh họa phạm vi ứng dụng. Mọi vật thể đều phát ra sóng điện từ do chuyển động của các nguyên tử và phân tử và bước sóng hoặc dải quang phổ quan trọng nhất để đo nhiệt độ không tiếp xúc là 0.2 đến 2.0 μm. Các tia tự nhiên trong khoảng này gọi là bức xạ nhiệt hay tia hồng ngoại.
Một dụng cụ thử nghiệm để đo nhiệt độ bằng tia hồng ngoại do vật thể thử nghiệm phát ra được gọi là nhiệt kế bức xạ, nhiệt kế bức xạ hoặc nhiệt kế hồng ngoại theo Tiêu chuẩn Công nghiệp Đức DIN16160. Các ký hiệu này cũng áp dụng cho những dụng cụ đo nhiệt độ bằng bức xạ có màu nhìn thấy được do vật thể phát ra và lấy nhiệt độ từ mật độ bức xạ quang phổ tương đối.
Đầu tiên, ưu điểm của đo nhiệt độ nhiệt kế hồng ngoại
Đo nhiệt độ không tiếp xúc bằng cách thu tia hồng ngoại phát ra từ vật thể cần đo có nhiều ưu điểm. Bằng cách này, có thể đo các vật thể di chuyển hoặc khó tiếp cận mà không gặp vấn đề gì, chẳng hạn như vật liệu có đặc tính truyền nhiệt kém hoặc khả năng tỏa nhiệt thấp. Thời gian đáp ứng rất ngắn của nhiệt kế hồng ngoại cho phép điều chỉnh vòng lặp nhanh và hiệu quả. Nhiệt kế không có bộ phận hao mòn, vì vậy không có chi phí liên tục như với nhiệt kế. Đặc biệt đối với các vật thể nhỏ cần đo, chẳng hạn như phép đo tiếp xúc, sẽ có sai số đo lớn do tính dẫn nhiệt của vật thể. Tại đây, nhiệt kế có thể được sử dụng mà không gặp bất kỳ sự cố nào và đối với các hóa chất mạnh hoặc các bề mặt nhạy cảm, chẳng hạn như trên các đường ray sơn, giấy và nhựa. Thông qua phép đo điều khiển từ xa đường dài, nó có thể tránh xa khu vực nguy hiểm, do đó người vận hành sẽ không gặp nguy hiểm.
2. Cấu tạo nguyên lý nhiệt kế hồng ngoại
Các tia hồng ngoại nhận được từ đối tượng đo được hội tụ vào đầu dò qua thấu kính thông qua bộ lọc. Máy dò tạo ra tín hiệu dòng điện hoặc điện áp tỷ lệ thuận với nhiệt độ thông qua việc tích hợp mật độ bức xạ của đối tượng được đo. Trong các thành phần điện được kết nối sau đó, tín hiệu nhiệt độ được tuyến tính hóa, vùng phát xạ được hiệu chỉnh và chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn.
Về nguyên tắc, có hai loại nhiệt kế cầm tay và nhiệt kế cố định. Do đó, khi chọn một nhiệt kế hồng ngoại phù hợp cho các điểm đo khác nhau, các đặc điểm sau sẽ là những đặc điểm chính:
1. Máy ngắm
Ống chuẩn trực có tác dụng này và có thể nhìn thấy khối đo hoặc điểm đo được chỉ định bởi nhiệt kế và ống chuẩn trực thường có thể được sử dụng cho các đối tượng đo diện tích lớn. Đối với các vật thể nhỏ và khoảng cách đo dài, nên sử dụng các điểm tham quan có thang đo bảng điều khiển hoặc điểm chỉ tia laser ở dạng thấu kính truyền ánh sáng.
2. Ống kính
Thấu kính xác định điểm đo của hỏa kế. Đối với các vật thể có diện tích lớn, một hỏa kế có tiêu cự cố định thường là đủ. Nhưng khi khoảng cách đo xa điểm lấy nét, hình ảnh ở rìa điểm đo sẽ không rõ nét. Vì lý do này, tốt hơn là sử dụng ống kính zoom. Trong phạm vi thu phóng nhất định, nhiệt kế có thể điều chỉnh khoảng cách đo. Nhiệt kế mới nhất có ống kính thay thế có thể thu phóng. Thấu kính gần và thấu kính xa có thể được kiểm tra lại mà không cần hiệu chuẩn. thay thế.
3. Cảm biến, tức là máy thu quang phổ
Nhiệt độ tỉ lệ nghịch với bước sóng. Ở nhiệt độ vật thể thấp, các cảm biến nhạy cảm với vùng quang phổ sóng dài (cảm biến phim nóng hoặc cảm biến nhiệt điện) là phù hợp và ở nhiệt độ cao, các cảm biến nhạy sóng ngắn bao gồm germanium, silicon, indium-gallium, v.v. đã sử dụng. Cảm biến quang điện.
Khi chọn độ nhạy quang phổ, cũng xem xét các dải hấp thụ đối với hydro và carbon dioxide. Trong một phạm vi bước sóng nhất định, cái gọi là "cửa sổ khí quyển", H2 và CO2 gần như trong suốt với tia hồng ngoại, do đó độ nhạy sáng của nhiệt kế phải nằm trong phạm vi này để loại trừ ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ khí quyển, khi đo màng mỏng hoặc kính, cũng phải xem xét rằng những vật liệu này không dễ bị xuyên qua trong một bước sóng nhất định. Để tránh lỗi đo do ánh sáng nền gây ra, hãy sử dụng cảm biến phù hợp chỉ nhận nhiệt độ bề mặt. Các kim loại có tính chất vật lý này và độ phát xạ tăng khi bước sóng giảm. Theo kinh nghiệm, để đo nhiệt độ của kim loại thường chọn * Bước sóng đo ngắn.
3. Xu hướng phát triển
Như trong nhiều lĩnh vực công nghệ cảm biến, xu hướng phát triển của nhiệt kế cũng hướng tới hình dạng nhỏ, tinh tế, vỏ tròn có ren ở giữa là hình dạng lý tưởng nhất để lắp đặt trên máy móc và thiết bị, và xu hướng phát triển này được hiện thực hóa thông qua việc liên tục thu nhỏ các thiết bị điện. các thành phần và tính toán cao để tạo ra các thành phần điện nhỏ hơn và mỏng manh hơn được cô đọng trong không gian ngày càng nhỏ hơn. So với công nghệ tương tự trước đây, độ chính xác của chiều cao tuyến tính hóa của tín hiệu máy dò được cải thiện thông qua ứng dụng của bộ điều khiển vi mô, do đó cũng cải thiện độ chính xác của thiết bị.
Nguồn cung thị trường yêu cầu tiếp nhận giá trị đo nhanh, rẻ tiền, có thể trực tiếp xuất tín hiệu dòng điện/điện áp tuyến tính, tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Quá trình xử lý giá trị đo lường, chẳng hạn như chức năng cân bằng, lưu trữ giá trị đặc biệt hoặc tiếp điểm ranh giới sẽ được đặt trong thông minh Trên màn hình, bộ điều chỉnh hoặc SPS (bộ điều khiển chương trình), việc điều chỉnh độ phát xạ thông qua kết nối bên ngoài của cáp có thể nằm ngoài vùng nguy hiểm , ngay cả khi máy đang chạy, nó cũng có thể được sửa và nó cũng có thể được điều chỉnh bởi SPS vào lúc này. Thông qua việc sử dụng các điều khiển cơ thể, giờ đây có thể nhận ra giao diện bus dữ liệu mà không gặp bất kỳ sự cố nào, nhưng kết nối mạng vẫn chưa được thực hiện và việc tiếp tục xử lý tín hiệu tiếp tục sử dụng tín hiệu tương tự tiêu chuẩn của quá khứ. Trong phần máy dò, một vật liệu mới được sử dụng làm cảm biến quang điện, điều này chứng tỏ sự cải thiện độ nhạy và thậm chí là cải thiện độ phân giải. Trong các cảm biến phim nóng, các cảm biến mới chỉ yêu cầu thời gian điều chỉnh ngắn hơn, những phát triển mới nhất về hỏa kế với ống chuẩn trực, ống kính có thể hoán đổi cho nhau với chức năng thu phóng, có thể thay thế mà không cần kiểm tra lại hiệu chuẩn, sử dụng cùng một cơ sở cho các vị trí đo khác nhau Dụng cụ tiết kiệm chi phí quản lý kho hàng.
Thứ tư, tiêu chí chính để chọn nhiệt kế
Việc sử dụng nhiệt kế chủ yếu được xác định bởi phạm vi đo. Cho dù đó là điện áp đo lường hay giá trị ban đầu của khu vực đo lường, nó phải phù hợp với yêu cầu của công việc đo lường. Điện áp đo càng lớn thì độ phân giải càng nhỏ nên độ chính xác càng cao. Đặc biệt khi giá trị ban đầu của nhiệt độ đo thấp, độ chính xác sẽ tăng gấp đôi nếu chọn điện áp đo lớn, vì vậy nên chọn điện áp đo nhỏ nhất có thể.
