Laser Thermometer: prinsip tindakan. Laser jarak jauh termometer (foto)

pengukuran temperatur mungkin kontak dan terpencil. Yang paling umum termokopel, termometer dan sensor resistor yang memerlukan kontak dengan objek, yaitu. K. Mengukur suhu sendiri. Mereka melakukannya perlahan-lahan, tapi tidak mahal.

sensor jarak mengukur radiasi inframerah dari objek, memberikan hasil yang cepat, dan biasanya digunakan untuk menentukan suhu bergerak dan tubuh stasioner dalam kondisi vakum dan tidak dapat diakses karena agresivitas lingkungan, karakteristik bentuk atau ancaman keamanan. Harga perangkat tersebut relatif tinggi, meskipun dalam beberapa kasus sebanding dengan menghubungi perangkat.

monokrom thermometry

Metode Monokrom untuk menentukan total cahaya menggunakan panjang gelombang yang telah ditentukan. Implementasi berkisar dari probe genggam sederhana dengan pengukuran jarak jauh ke perangkat portabel canggih yang memungkinkan untuk secara bersamaan mengamati obyek dan pembacaan suhu untuk dimasukkan dalam memori atau mencetaknya. sensor stasioner direpresentasikan sebagai detektor sederhana dengan pengaturan elektronik kecil yang terpencil, dan kekuatan tinggi dengan perangkat jarak jauh PID-control. Serat optik, laser yang bertujuan, pendingin air, kehadiran layar dan scanner - opsional proses pilihan monitoring dan sistem kontrol.

Konfigurasi, filtering spektral, kisaran suhu operasi, optik, waktu respon dan kecerahan objek adalah elemen penting yang mempengaruhi kinerja dan harus dipertimbangkan dalam proses seleksi.

sensor mungkin sederhana dua-kawat, dan tahan aus perangkat sensitivitas tinggi yang kompleks.

Pemilihan respon spektral dan rentang suhu yang terkait dengan tugas-tugas pengukuran tertentu. panjang gelombang pendek digunakan untuk suhu tinggi dan lama - untuk rendah. Jika benda-benda yang transparan, misalnya, plastik dan kaca, perlu penyaringan uzkovolnovaya. Band penyerapan film polietilen CH 3.43 pm. Isolasi dari spektrum di kisaran ini menyederhanakan perhitungan emisivitas. Demikian pula, bahan kaca-seperti menjadi buram pada panjang gelombang 4,6 mikron, yang memungkinkan untuk secara akurat menentukan suhu permukaan kaca. 1-4 mikron memancarkan daerah memungkinkan untuk membuat pengukuran melalui vakum bukaan inspeksi dan ruang tekanan. Alternatif - penggunaan kabel serat optik.

Optik dan RTT tidak signifikan dalam banyak kasus, karena bidang pandang ukuran 3 cm pada jarak 50 cm dan waktu respon kurang dari 1 s cukup. Untuk intermiten objek bergerak kecil atau cepat menjadi perlu dalam (diameter 3mm) kecil atau lebih kecil pengukuran (0,75 mm) spot. Jauh bertujuan (3-300 m) memerlukan penyesuaian optical, sebagai bidang standar pandang menjadi terlalu besar. Dalam beberapa kasus, metode ini menggunakan radiometri dua gelombang. serat optik memungkinkan untuk menjauhkan elektronik dari lingkungan agresif, untuk menghilangkan efek noise dan untuk memecahkan masalah akses.

termometer Laser pada dasarnya dikendalikan di kisaran 0,2-5,0 dengan waktu respon. respon cepat dapat meningkatkan kebisingan sinyal dan efek lambat pada sensitivitas. Ketika pemanasan induksi membutuhkan respon segera, dan untuk conveyor - lambat respon.

termometer monokrom IR sederhana dan digunakan dalam kasus di mana produk-produk berkualitas tinggi untuk menciptakan kontrol suhu sangat penting.

dual-panjang gelombang thermometry

Untuk tugas-tugas yang lebih kompleks, di mana akurasi pengukuran mutlak sangat penting, dan mana produk tersebut mengalami stres fisik atau kimia, dan menerapkan dua gelombang radiometri. Konsep muncul pada awal 1950-an, dan perubahan terbaru dalam desain hardware dan meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya.

Metode ini terdiri dalam mengukur kepadatan spektral daya pada dua panjang gelombang yang berbeda. Suhu objek dapat dibaca langsung dari instrumen, jika emisivitas sama untuk setiap panjang gelombang. Indikasi akan berlaku bahkan jika bidang pandang sebagian diblokir bahan yang relatif dingin, seperti debu, layar kawat jendela abu-abu dan tembus. Metode Teorinya sederhana. Jika kedua panjang gelombang cahaya adalah sama (untuk tubuh abu-abu), koefisien emisi berkurang dan hubungan menjadi sebanding dengan suhu.

Dual-panjang gelombang termometer laser digunakan dalam industri dan penelitian sebagai sederhana, sensor unik yang dapat mengurangi kesalahan pengukuran.

Selanjutnya, termometer multiwavelength ditetapkan untuk bahan yang tidak tubuh abu-abu, koefisien penyerapan yang bervariasi dengan panjang gelombang. Dalam kasus ini kita memerlukan analisis rinci dari karakteristik permukaan material pada hubungan koefisien panjang gelombang, suhu dan komposisi kimia dari permukaan. Dengan data ini adalah mungkin untuk membuat algoritma perhitungan tergantung pada radiasi spektral pada panjang gelombang yang berbeda pada suhu.

aturan valuasi

Untuk menilai akurasi pengukuran pengguna harus tahu berikut:

• sensor IR inheren tidak membedakan warna.
• Jika permukaan mengkilap, maka perangkat akan membangun tidak hanya dipancarkan tetapi juga energi yang dipantulkan.
• Jika objek transparan, perlu penyaringan IR (misalnya, buram kaca pada 5 mikron).
• Dalam sembilan dari sepuluh kasus pengukuran benar-benar tepat diperlukan. pembacaan berulang-ulang dan kurangnya bias akan memberikan presisi yang diperlukan. Ketika perubahan cahaya dan pengolahan sulit, harus tinggal di dua atau multi-panjang gelombang radiometer.

elemen struktur

Laser termometer non-kontak bekerja pada prinsip energi infra merah di pintu masuk dan sinyal keluar. perangkat sirkuit dasar terdiri dari pengumpulan optik, lensa, filter spektral dan detektor sebagai antarmuka eksternal. pengolahan dinamis dilakukan secara berbeda, tetapi dapat dikurangi untuk meningkatkan, sinyal stabilisasi termal linearization dan transformasi. jendela kaca konvensional digunakan untuk radiasi gelombang pendek, kuarsa untuk midrange dan germanium atau seng sulfida untuk 8-14 rentang mikron, serat - pada panjang gelombang 0,5-5,0 mikron.

penglihatan

Laser termometer terpencil ditandai dengan bidang pandang (FOV) - Suhu kontrol ukuran spot pada jarak tertentu. Mengubah diameter bidang pandang berbanding lurus dengan perubahan jarak antara termometer dan obyek pengukuran. Nilainya tergantung pada produsen dan dampak pada harga satuan. Pola sana dengan PP dari 1 mm untuk pengukuran titik, dan jarak jauh optik (7 cm pada jarak 9 m). Bekerja jarak tidak mempengaruhi akurasi pembacaan, jika objek mengisi tempat pengukuran. Hilangnya sinyal maksimum tidak melebihi 1%.

bertujuan

termometer IR konvensional menghasilkan pengukuran tanpa perangkat tambahan. Hal ini dapat diterima untuk digunakan dengan benda-benda besar, seperti web kertas, di mana akurasi titik tidak diperlukan. Untuk benda-benda kecil atau jauh dengan menggunakan sinar laser. Menciptakan beberapa varian dari penampakan laser.

1. Sinar offset dari sumbu optik. Model paling sederhana yang digunakan dalam perangkat dengan resolusi rendah untuk benda besar, yaitu. K. sekitar penyimpangan terlalu besar.
2. balok Coaxial. Jangan menyimpang dari sumbu optik. mengukur pusat tempat tepatnya ditentukan pada jarak apapun.
3. Laser ganda. Spot diameter berlabel dua poin, yang menghilangkan kebutuhan untuk menebak atau menghitung diameter dan tidak menyebabkan kesalahan.
4. pointer melingkar offset. Ini menunjukkan bidang pandang ukuran dan perbatasan eksternal.
5. 3-point koaksial pointer. balok dibagi menjadi tiga titik terang pada baris yang sama. Titik tengah menunjukkan pusat spot, dan diameter luar tandanya.

Bertujuan untuk memberikan bantuan yang efektif di bawah arahan termometer tepatnya di objek pengukuran.

filter

Termometer digunakan gelombang filter singkat untuk pengukuran suhu tinggi (> 500 ° C) dan filter panjang gelombang panjang untuk suhu rendah (-40 ° C). detektor silikon, misalnya, tahan terhadap panas, dan panjang gelombang kecil mengurangi kesalahan pengukuran. filter selektif lainnya yang digunakan untuk film plastik (3,43 mikron dan 7,9 mikron), kaca (5,1 mikron) dan api (3,8 mikron).

sensor

Kebanyakan sensor atau tegangan menghasilkan fotolistrik ketika mengalami radiasi IR, atau fotokonduktif, t. E. Perubahan resistance di bawah aksi dari sumber energi. Mereka cepat, sangat sensitif, memiliki suhu drift diterima, yang dapat diatasi, misalnya, termistor kompensasi suhu sirkuit, sebuah nol sirkuit otomatis, dan amplitudo membatasi perlindungan isotermal.

IR rantai termometer sekitar 100-1000 sinyal mV detektor output perangkat tambahan seribu kali lipat diatur, adalah linier, dan, sebagai hasilnya, merupakan sinyal arus atau tegangan linier. nilai optimum dari 4-20 mA, untuk meminimalkan gangguan eksternal. Sinyal ini dapat diumpankan ke RS-232 port atau kontroler PID, remote display atau alat perekam. Perwujudan lain menggunakan sinyal:

• on / off sinyal;
• Nilai ditahan puncak;
• waktu respon disesuaikan;
• sampel dan terus sirkuit.

kecepatan

Inframerah termometer laser memiliki waktu respon rata-rata 300 ms, meskipun penggunaan detektor silikon dapat mencapai nilai 10 ms. Dalam banyak instrumen respon perubahan waktu untuk meredam kebisingan yang masuk dan menyesuaikan sensitivitas. Tidak selalu membutuhkan waktu respon minimum. Misalnya, dalam waktu pemanasan induksi harus dalam kisaran 10-50 ms.

Fitur termometer laser yang

Etekcity Lasergrip 630 - inframerah 2 Laser harga termometer dari $ 35.99. fitur:

• Kisaran suhu -50 ... 580 ° C;
• akurasi +/- 2%;
• jarak ke rasio ukuran spot 16: 1;
• emisivitas 0,1-1,0;
• waktu respon <500 ms;
• resolusi 1 ° C.

Laser termometer (gambar) juga menginformasikan tentang terbesar, terkecil dan suhu rata-rata. Pengukuran tempat digeser oleh 2 cm di bawah titik bertujuan. Laser menargetkan lebih tepatnya di persimpangan sinar (36 cm).

AMPROBE IR-710 - inframerah termometer laser, harga adalah $ 49,95. fitur:

• Kisaran suhu -50 ... 538 ° C;
• ukuran spot minimal 20 mm;
• akurasi +/- 2%;
• jarak ke rasio ukuran spot dari 12: 1;
• emisivitas 0,95;
• waktu respon dari 500 ms;
• resolusi 1 ° C.

termometer laser (foto) selain suhu saat ini, itu juga menunjukkan nilai minimum dan maksimum.