Laser Termometru: principiul acțiunii. Laser termometru la distanță (foto)

Măsurarea temperaturii poate fi de contact și de la distanță. Cele mai frecvente termocuple, termometre și senzori rezistor care necesită contact cu obiectul, adică. K. Măsurarea propria temperatură. Ei o fac încet, dar sunt ieftine.

Senzori de proximitate măsoară radiația infraroșu de la obiect, oferă rezultate rapide și sunt frecvent utilizate pentru a determina temperatura în mișcare și a organismelor staționare în vid și inaccesibile datorită agresivitatea mediului, caracteristicile amenințării securității formei sau. Prețul unor astfel de dispozitive este relativ mare, cu toate că, în unele cazuri, comparabile cu dispozitive de contact.

monocrom termometriei

Metoda monocrom pentru determinarea radianta totală folosește o lungime de undă predeterminată. Implementari variază de la sonde simple, portabile, cu măsurare de la distanță pentru dispozitive portabile sofisticate care permit să observe simultan un obiect și citirile de temperatură să fie introduse în memorie sau imprimarea acestora. Senzorii staționare sunt reprezentate ca detectoare simple, cu mici aranjament electronic la distanță și de înaltă rezistență cu dispozitive la distanță PID-control. fibra optica, cu laser care vizează, de răcire a apei, prezența afișajului și scaner - opțional de monitorizare a procesului de opțiuni și sisteme de control.

Configurare, filtrare spectrală, intervalul de temperatură de funcționare, optică, timp de răspuns și luminozitatea obiectului sunt elemente importante care afectează performanța și ar trebui să fie luate în considerare cu atenție în procesul de selecție.

Senzorul poate fi un simplu cu două fire, și un dispozitiv complex de înaltă sensibilitate rezistentă la uzură.

Selectarea răspunsului spectral și intervalul de temperatură asociate sarcinilor specifice de măsurare. lungimi de undă scurte sunt utilizate pentru temperaturi ridicate și de lungă - pentru low. În cazul în care obiectele sunt transparente, de exemplu, plastic și sticlă, este necesară filtrarea uzkovolnovaya. Banda de absorbție de film de polietilenă CH este 3.43 um. Izolarea spectrului în acest interval simplifică calculul emisivității. In mod similar, materialele ca sticla devin opace la o lungime de undă de 4,6 microni, ceea ce permite determinarea cu precizie temperatura suprafeței sticlei. 1-4 microni suprafață emițătoare permite să facă măsurarea prin vacuumul deschiderile de inspecție și camerele de presiune. Alternativa - utilizarea de cablu de fibră optică.

Optică și RTT sunt nesemnificative în majoritatea cazurilor, deoarece câmpul de vedere al dimensiunii de 3 cm, la o distanță de 50 cm și un timp de răspuns mai mic de 1 s este suficientă. Pentru intermitent obiect în mișcare mică sau rapidă devine necesară într-o mică (cu diametrul de 3 mm) sau mai mici măsurători (0,75 mm), la fața locului. Departe scopul (3-300 m) necesită ajustare optică, ca un câmp de vedere standard, devine prea mare. În unele cazuri, această metodă este folosită o radiometrie două val. fibra optica permite la distanță electronice de medii agresive, pentru a elimina efectul de zgomot și pentru a rezolva problema accesului.

Termometru cu laser practic este controlată în intervalul 0,2-5,0, cu un timp de răspuns. Răspuns rapid poate crește zgomotul de semnal și efectul asupra sensibilității lent. Atunci când încălzire prin inducție necesită un răspuns imediat, iar pentru transportorul - mai lent răspuns.

Termometru monocrom IR este simplu și este utilizat în cazurile în care produsele de înaltă calitate, pentru a crea un control al temperaturii este foarte importantă.

dual-lungime de undă termometriei

Pentru sarcini mai complexe, în cazul în care precizia de măsurare absolută este critică, și în cazul în care produsul este supus unui stres fizic sau chimic, și se aplică două val radiometrie. Conceptul a apărut la începutul anilor 1950, iar modificările recente în proiectarea de hardware și de a crește productivitatea și a reduce costurile.

Metoda constă în măsurarea densității spectrale de putere la două lungimi de undă diferite. Temperatura obiectului poate fi citit direct din instrument, în cazul emisivitatea aceleași pentru fiecare lungime de undă. Indicațiile va fi valabil chiar și în cazul în care câmpul vizual blocat parțial materiale relativ reci, cum ar fi praful, ecrane de sârmă de ferestre gri și translucide. Metoda Teoria este simplă. Dacă ambele lungime de undă radiance este aceeași (pentru un corp gri), coeficientul de emisie este redus, iar relația devine proporțională cu temperatura.

Dual-lungime de undă termometru cu laser este utilizat în industrie și cercetare ca un senzor simplu, unic, care poate reduce eroarea de măsurare.

Mai mult, termometru stabilit pentru materiale multe lungimi de undă care nu sunt corpuri gri, coeficientul de absorbție, care variază în funcție de lungime de undă. În aceste cazuri, avem nevoie de o analiză detaliată a caracteristicilor de suprafață de material pe relația coeficientului de lungime de undă, temperatura și compoziția chimică a suprafeței. Cu aceste date, este posibil să se creeze un algoritm de calcul în funcție de radiația spectrală la diferite lungimi de undă de temperatura.

normele de evaluare a

Pentru a evalua precizia de măsurare utilizatorul trebuie să știe următoarele:

• Senzorii IR în mod inerent nu distinge culorile.
• În cazul în care suprafața este lucioasă, atunci dispozitivul va stabili nu numai emis, ci și energia reflectată.
• Dacă obiectul este transparent, este filtrarea IR necesară (de exemplu, sticlă opacă la 5 microni).
• În nouă din zece cazuri, este necesară măsurarea absolut precisă. lecturi repetate și lipsa de părtinire va oferi precizia necesară. Atunci când se schimbă și procesarea Radiance este dificilă, ar trebui să rămână la două sau mai multe lungimi de undă radiometru.

elemente structurale

cu laser non-contact termometru funcționează pe principiul energiei în infraroșu la intrarea și semnalul de ieșire. Dispozitiv de circuit de bază este format dintr-o colectare optica, lentile, filtre spectrale si detectorul ca o interfață externă. procesare dinamică se realizează în mod diferit, dar poate fi redusă pentru a spori, semnal de stabilizare termică a liniarizării și de transformare. fereastră de sticlă convențională este folosită pentru radiația de undă scurtă, cuarț pentru gama medie și germaniu sau sulfură de zinc pentru 8-14 microni gama, fibra - la lungimi de undă de 0,5-5,0 microni.

vedere

Laser termometru la distanță este caracterizat printr - un câmp de vizualizare (FOV) - Controlul temperaturii Dimensiunea spotului la o anumită distanță. Modificarea diametrului câmpului vizual este direct proporțional cu modificarea distanței între termometru și obiectul de măsurare. Valoarea sa depinde de producător și impactul asupra prețului unitar. model Există cu PP de 1 mm pentru măsurători punctuale și o rază lungă optică (7 cm la o distanță de 9 m). Distanța de lucru nu afectează precizia citirii, în cazul în care obiectul umple locul de măsurare. Pierderea maximă de semnal nu trebuie să depășească 1%.

cu scopul

Termometrele convenționale IR produc măsurători fără dispozitive suplimentare. Acest lucru este acceptabil pentru utilizarea cu obiecte mari, cum ar fi benzi de hârtie, în cazul în care nu este necesară o precizie punct. Pentru obiecte mici sau la distanță cu ajutorul unui fascicul laser. Creat mai multe variante ale reperarea laser.

1. Fasciculul decalat față de axa optică. Cel mai simplu model care este utilizat în dispozitive cu rezoluție redusă la obiecte mari, adică. K. Vecinătatea abaterea este prea mare.
2. Coaxial fasciculului. A nu se abate de la axa optică. măsurare centru la fața locului precis specificată la orice distanță.
3. cu laser dual. Diametrul spotului marcat două puncte, ceea ce elimină necesitatea de a ghici sau a calcula diametrul și nu duce la erori.
4. indicatorul circular offset. Acesta arată câmpul de vedere al dimensiunii sale și frontiera externă.
5. 3 puncte pointer coaxial. Fasciculul este împărțit în trei puncte luminoase pe aceeași linie. Midpoint denotă centrul la fața locului, iar diametrul exterior al mărcii sale.

Cu scopul de a oferi asistență eficientă sub direcția termometrului precis la obiectul de măsurare.

filtre

Termometrele se utilizează filtre unde scurte pentru măsurătorile de temperatură ridicată (> 500 ° C) și filtre de lungime de undă lungă pentru temperaturi scăzute (-40 ° C). detectoare de siliciu, de exemplu, rezistent la căldură, și o lungime de undă mică reduce eroarea de măsurare. Alte filtre selective sunt folosite pentru filmele din plastic (3,43 microni și 7,9 microni), sticlă (5,1 microni) și flacăra (3,8 microni).

senzori

Majoritatea senzorilor sau tensiune generator de fotoelectric atunci când este supus radiației IR sau fotoconductive, t. E. Modifică rezistența sub acțiunea sursei de energie. Ele sunt rapide, extrem de sensibile, au o abatere de temperatură acceptabilă, care poate fi depășită, de exemplu, circuitul de compensare a temperaturii termistor, un circuit automat de zero, și amplitudine limitarea protecției izoterm.

Termometrul lanț IR aproximativ 100-1000 semnal mV detector de ieșire este un accesoriu de mii de ori este reglementată, este liniarizat, și, ca urmare, reprezintă un semnal de curent sau de tensiune liniar. Valoarea optimă de 4-20 mA, pentru a minimiza interferența externă. Acest semnal poate fi alimentat la portul RS-232 sau controlerul PID, afișajul la distanță sau aparatul de înregistrare. Alte variante de realizare folosesc semnal:

• on / off semnal;
• valoarea de vârf așteptare;
• timp de răspuns ajustabil;
• un eșantion și țineți de circuit.

viteză

Infraroșu termometru cu laser are un timp mediu de răspuns de 300 ms, deși utilizarea detectoarelor de siliciu poate ajunge la o valoare de 10 ms. În multe instrumente de răspuns schimbări de timp pentru a amortiza zgomotul de intrare și de a regla sensibilitatea. Nu este întotdeauna nevoie de un timp minim de răspuns. De exemplu, în timp de încălzire prin inducție trebuie să fie în intervalul de 10-50 ms.

Caracteristici de termometre cu laser

Etekcity Lasergrip 630 - infraroșu cu laser 2 pret termometru de $ 35.99. caracteristici:

• interval de temperatură -50 ° C ... 580;
• precizie +/- 2%;
• distanța până la raportul dimensiunea spotului de 16: 1;
• emisivitate de 0.1-1.0;
• Timp de răspuns <500 ms;
• rezoluție de 1 ° C

Termometru cu laser (poza), de asemenea, informează despre cea mai mare temperatură, cea mai mică și medie. Spotul de măsurare este deplasată cu 2 cm sub punctul de ochire. Laser de direcționare mai precis la intersecția razelor (36 cm).

Amprobe IR-710 - infraroșu termometru cu laser, prețul este de $ 49.95. caracteristici:

• interval de temperatură -50 ° C ... 538;
• Dimensiunea spotului minim de 20 mm;
• precizie +/- 2%;
• distanța până la raportul dimensiunea spotului de 12: 1;
• emisivitate de 0,95;
• timpul de răspuns de 500 ms;
• rezoluție de 1 ° C

Acest termometru cu laser (foto), altele decât temperatura actuală, indică, de asemenea, valorile maxime și minime.