Laser Nhiệt kế: theo nguyên tắc hành động. Laser nhiệt kế từ xa (ảnh)

Nhiệt độ đo có thể liên lạc và từ xa. phổ biến nhất cặp nhiệt điện, nhiệt kế và cảm biến điện trở đòi hỏi tiếp xúc với đối tượng, tức là. K. Đo nhiệt độ riêng của mình. Họ làm điều đó chậm rãi, nhưng không tốn kém.

Cảm biến tiệm cận đo bức xạ hồng ngoại từ đối tượng, cung cấp kết quả nhanh chóng, và thường được sử dụng để xác định nhiệt độ của chuyển động và cơ quan văn phòng phẩm trong chân không và không thể tiếp cận do sự gây hấn của môi trường, đặc điểm của hình dạng hoặc mối đe dọa an ninh. Giá của thiết bị như vậy là tương đối cao, mặc dù trong một số trường hợp tương tự để liên lạc với các thiết bị.

đơn sắc thermometry

Phương pháp đơn sắc để xác định tổng rạng rỡ sử dụng một bước sóng xác định trước. Triển khai dao động từ đầu dò cầm tay đơn giản với đo lường từ xa với các thiết bị cầm tay sành điệu cho phép đồng thời quan sát một đối tượng và đọc nhiệt độ của nó được nhập vào bộ nhớ hoặc in chúng. cảm biến tĩnh được biểu diễn dưới dạng dò đơn giản với sự sắp xếp thiết bị điện tử từ xa nhỏ, và có độ bền cao với các thiết bị từ xa PID kiểm soát. cáp quang, laser nhắm, nước làm mát, sự hiện diện của màn hình và máy quét - tùy chọn theo dõi tùy chọn xử lý và hệ thống điều khiển.

Cấu hình, lọc quang phổ, phạm vi nhiệt độ hoạt động, quang học, thời gian đáp ứng và độ sáng của đối tượng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng hiệu suất và cần được xem xét một cách cẩn thận trong quá trình lựa chọn.

Các cảm biến có thể là một đơn giản hai dây, và phức tạp thiết bị độ nhạy cao chịu mài mòn.

Lựa chọn các phản ứng quang phổ và phạm vi nhiệt độ gắn liền với nhiệm vụ đo lường cụ thể. bước sóng ngắn được sử dụng cho nhiệt độ cao và dài - cho thấp. Nếu các đối tượng là minh bạch, ví dụ, nhựa và thủy tinh, nó là uzkovolnovaya lọc cần thiết. Các dải hấp thụ của CH phim polyethylene là 3,43 .mu.m. Cách ly của quang phổ trong phạm vi này giúp đơn giản hoá việc tính toán độ phát xạ. Tương tự như vậy, vật liệu giống như thủy tinh trở nên mờ đục ở bước sóng 4,6 micromet, cho phép xác định chính xác nhiệt độ của bề mặt kính. 1-4 micron khu vực phát ra cho phép để thực hiện đo lường thông qua các lỗ kiểm tra chân không và buồng áp lực. Alternative - việc sử dụng cáp sợi quang.

Optics và RTT là không đáng kể trong hầu hết các trường hợp, kể từ khi lĩnh vực xem kích thước của 3 cm ở khoảng cách 50 cm và thời gian đáp ứng ít hơn 1 s là đủ. Đối với nhỏ hoặc nhanh liên tục đối tượng di chuyển trở nên cần thiết trong một nhỏ (đường kính 3mm) trở lên đo (0,75 mm) chỗ nhỏ hơn. Viễn nhằm (3-300 m) yêu cầu điều chỉnh quang học, như một lĩnh vực tiêu chuẩn của cái nhìn trở nên quá lớn. Trong một số trường hợp, phương pháp này được sử dụng một radiometry hai sóng. cáp quang cho phép tránh xa các thiết bị điện tử từ môi trường khắc nghiệt, để loại bỏ ảnh hưởng của tiếng ồn và giải quyết vấn đề tiếp cận.

nhiệt kế laser cơ bản được kiểm soát trong khoảng 0,2-5,0 với thời gian đáp ứng. phản ứng nhanh chóng có thể làm tăng tiếng ồn tín hiệu và tác dụng chậm trên sự nhạy cảm. Khi cảm ứng nhiệt đòi hỏi một phản ứng ngay lập tức, và cho băng tải - càng chậm phản ứng.

Đơn sắc IR nhiệt kế rất đơn giản và được sử dụng trong trường hợp sản phẩm có chất lượng cao để tạo ra một điều khiển nhiệt độ là rất quan trọng.

thermometry kép bước sóng

Đối với nhiệm vụ phức tạp, nơi mà độ chính xác đo tuyệt đối là rất quan trọng, và nơi mà các sản phẩm phải chịu căng thẳng về thể chất hoặc hóa học, và áp dụng radiometry hai sóng. Khái niệm này xuất hiện vào đầu những năm 1950, và những thay đổi gần đây trong việc thiết kế phần cứng và tăng năng suất và giảm chi phí.

Phương pháp này bao gồm việc đo lường mật độ phổ công suất ở hai bước sóng khác nhau. Nhiệt độ của đối tượng có thể được đọc trực tiếp từ các công cụ, nếu độ phát xạ của cùng cho mỗi bước sóng. Chỉ sẽ đúng ngay cả khi trường nhìn bị che khuất vật liệu tương đối lạnh, chẳng hạn như bụi, màn hình dây của cửa sổ màu xám và mờ. Phương pháp lý thuyết rất đơn giản. Nếu cả hai bước sóng rạng rỡ là như nhau (cho một cơ thể màu xám), hệ số phát thải giảm và mối quan hệ trở nên tỷ lệ thuận với nhiệt độ.

Dual-bước sóng nhiệt kế laser được sử dụng trong ngành công nghiệp và nghiên cứu như một đơn giản cảm biến độc đáo, có thể làm giảm sai số đo.

Hơn nữa, nhiệt kế đa bước sóng đặt ra cho vật liệu không phải là cơ quan xám, hệ số hấp thụ mà thay đổi theo bước sóng. Trong những trường hợp này chúng tôi yêu cầu một phân tích chi tiết các đặc điểm bề mặt vật liệu về mối quan hệ của hệ số của bước sóng, nhiệt độ và thành phần hóa học của bề mặt. Với những dữ liệu này có thể tạo ra một thuật toán tính toán tùy thuộc vào bức xạ quang phổ ở bước sóng khác nhau vào nhiệt độ.

quy tắc định giá

Để đánh giá tính chính xác của đo lường người dùng phải biết những điều sau:

• cảm biến hồng ngoại vốn không phân biệt màu sắc.
• Nếu bề mặt là sáng bóng, sau đó thiết bị sẽ thiết lập không chỉ phát ra mà còn là năng lượng phản xạ.
• Nếu đối tượng là minh bạch, đó là lọc IR cần thiết (ví dụ, đục thủy tinh tại 5 micron).
• Trong chín trong số mười trường hợp đo hoàn toàn chính xác là bắt buộc. đọc lặp đi lặp lại và thiếu kiến sẽ cung cấp độ chính xác cần thiết. Khi những thay đổi và xử lý rạng rỡ là khó khăn, nên ở hai hoặc nhiều bước sóng đo bức xạ.

yếu tố cấu trúc

tia laser không tiếp xúc nhiệt kế hoạt động trên nguyên tắc năng lượng hồng ngoại ở lối vào và tín hiệu lối ra. Basic thiết bị mạch bao gồm một thu quang học, ống kính, bộ lọc quang phổ và các máy dò như một giao diện bên ngoài. xử lý động được thực hiện khác nhau, nhưng nó có thể được giảm để nâng cao, tín hiệu ổn định nhiệt của tuyến tính và chuyển đổi. Truyền thống kính cửa sổ được sử dụng cho các bức xạ sóng ngắn, thạch anh cho tầm trung và germanium hoặc kẽm sulfide cho phạm vi micron 8-14, sợi - ở các bước sóng của 0,5-5,0 micron.

thị giác

Laser nhiệt kế từ xa được đặc trưng bởi một trường nhìn (FOV) - Kiểm soát nhiệt độ kích thước chỗ ở một khoảng cách nhất định. Thay đổi đường kính của lĩnh vực xem là tỷ lệ thuận với sự thay đổi về khoảng cách giữa các nhiệt kế và đối tượng đo. Giá trị của nó phụ thuộc vào nhà sản xuất và tác động đối với đơn giá. mô hình đó với PP hơn 1 mm cho phép đo điểm, và một ống kính tầm xa (7 cm ở khoảng cách 9m). khoảng cách làm việc không ảnh hưởng đến tính chính xác của việc đọc, nếu đối tượng lấp đầy chỗ đo lường. Sự mất mát tín hiệu tối đa không được vượt quá 1%.

nhắm

nhiệt kế hồng ngoại thông thường tạo ra các phép đo mà không cần thiết bị bổ sung. Đây là chấp nhận được để sử dụng với các đối tượng lớn, chẳng hạn như trang web giấy, nơi chính xác điểm là không cần thiết. Cho các đối tượng nhỏ hoặc ở xa sử dụng một chùm tia laser. Tạo ra nhiều biến thể của nhìn thấy tia laser.

1. Các tia bù đắp từ trục quang học. Mô hình đơn giản nhất được sử dụng trong các thiết bị với độ phân giải thấp để các đối tượng lớn, tức là. K. các vùng lân cận của độ lệch quá lớn.
2. chùm đồng trục. Đừng đi chệch khỏi trục chính. đo trung tâm vị trí chính xác quy định tại bất kỳ khoảng cách.
3. Kép laser. đường kính chỗ dán nhãn hai điểm, trong đó loại bỏ sự cần thiết phải đoán hay tính toán đường kính và không dẫn đến sai sót.
4. Thông tư con trỏ bù đắp. Nó cho thấy lĩnh vực quan điểm của kích thước của nó và biên giới bên ngoài.
5. 3 điểm con trỏ đồng trục. Các tia được chia thành ba điểm sáng trên cùng một dòng. Midpoint biểu thị trung tâm tại chỗ, và đường kính ngoài của dấu ấn.

Nhằm cung cấp sự hỗ trợ hiệu quả dưới sự chỉ đạo của nhiệt kế chính xác vào đối tượng đo.

bộ lọc

Các nhiệt kế được sử dụng bộ lọc sóng ngắn cho phép đo nhiệt độ cao (> 500 ° C) và các bộ lọc bước sóng dài cho nhiệt độ thấp (-40 ° C). dò Silicon, ví dụ, khả năng chống nóng, và một bước sóng nhỏ làm giảm sai số đo. bộ lọc chọn lọc khác được sử dụng cho những bộ phim nhựa (3,43 micron và 7,9 micron), thủy tinh (5,1 micron) và ngọn lửa (3,8 micron).

cảm biến

Hầu hết các cảm biến hoặc điện áp phát quang khi bị chiếu xạ IR, hoặc quang dẫn, t. E. Thay đổi kháng của nó dưới tác động của các nguồn năng lượng. Họ là nhanh, có độ nhạy cao, có một trôi nhiệt độ chấp nhận được, có thể được khắc phục, ví dụ, mạch thermistor bồi thường nhiệt độ, hộp số tự động zero mạch, và biên độ giới hạn bảo vệ đẳng nhiệt.

Các nhiệt kế chuỗi IR khoảng 100-1000 tín hiệu mV dò ra là một tăng cường ngàn lần được quy định, là tuyến tính, và, kết quả là, đại diện cho một tín hiệu hiện tại hoặc điện áp tuyến tính. giá trị tối ưu của 4-20 mA, để giảm thiểu sự can thiệp từ bên ngoài. Tín hiệu này có thể được đưa vào cổng RS-232 hoặc với bộ điều khiển PID, hiển thị từ xa hoặc thiết bị ghi âm. các phương án khác sử dụng tín hiệu:

• bật / tắt tín hiệu;
• giá trị giữ đỉnh;
• Thời gian đáp ứng điều chỉnh;
• một mẫu và giữ mạch.

tốc độ

Hồng ngoại nhiệt kế tia laser có thời gian đáp ứng trung bình là 300 ms, mặc dù việc sử dụng các máy dò silicon có thể đạt được một giá trị của 10 ms. Trong nhiều công cụ hưởng ứng thay đổi thời gian để làm giảm tiếng ồn đến và điều chỉnh độ nhạy. Phải lúc nào cũng cần một thời gian đáp ứng tối thiểu. Ví dụ, trong thời gian gia nhiệt cảm ứng nên trong khoảng 10-50 ms.

Đặc điểm của nhiệt kế tia laser

Etekcity Lasergrip 630 - hồng ngoại giá nhiệt kế 2 laser $ 35.99. Các tính năng:

• Phạm vi nhiệt độ -50 ... 580 ° C;
• độ chính xác +/- 2%;
• khoảng cách đến tỷ lệ kích thước vết của 16: 1;
• phát xạ của 0,1-1,0;
• Thời gian đáp ứng <500 ms;
• độ phân giải của 1 ° C.

nhiệt kế Laser (ảnh) cũng thông báo về nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình. Tại chỗ đo được chuyển bởi 2 cm dưới điểm nhắm. nhắm mục tiêu laser chính xác hơn tại giao điểm của tia (36 cm).

Amprobe IR-710 - hồng ngoại nhiệt kế laser, giá là $ 49,95. Các tính năng:

• Phạm vi nhiệt độ -50 ... 538 ° C;
• kích thước điểm tối thiểu là 20 mm;
• độ chính xác +/- 2%;
• khoảng cách đến tỷ lệ kích thước vết của 12: 1;
• phát xạ là 0,95;
• thời gian phản ứng là 500 ms;
• độ phân giải của 1 ° C.

nhiệt kế laser này (ảnh) khác hơn so với nhiệt độ hiện tại, nó cũng chỉ ở mức tối thiểu và giá trị tối đa.