Laser Teplomer: princíp činnosti. Laser diaľkový teplomer (foto)

meranie teploty môžu byť kontaktné a vzdialené. Najčastejšie termočlánky, teplomery a odporové senzory, ktoré vyžadujú kontakt s objektom, tj. K. meranie jeho vlastné teplota. Robia to pomaly, ale sú drahé.

Bezdotykové senzory merajú infračervené žiarenie z objektu, poskytujú rýchle výsledky, a bežne sa používajú na stanovenie teploty pohybujúce sa a stacionárne orgánmi vo vákuu a neprístupné vzhľadom k agresivite prostredia, charakteristiky tvaru alebo ohrozenie bezpečnosti. Cena týchto zariadení je pomerne vysoká, aj keď v niektorých prípadoch porovnateľné kontaktovať zariadení.

monochromatický termometria

Spôsob Monochromatický pre stanovenie celkového žiarenia používa vopred stanovenú vlnovú dĺžku. Implementácia v rozsahu od jednoduchých ručných sond s diaľkovým meraním na sofistikované prenosné prístroje, ktoré umožňujú, aby súčasne sledovať objekt a jeho teplota hodnoty, ktoré majú byť zapísané do pamäte alebo ich tlač. Stacionárne senzory sú reprezentované ako jednoduché detektory s malou elektronikou usporiadanie, a vysokou pevnosťou vzdialené zariadenia PID riadenie. Vláknová optika, laserovým zameriavačom, chladenie vody, prítomnosť displeja a snímače - možnosť sledovania možnosti procesov a kontrolných systémov.

Konfigurácia, spektrálny filtračné, rozsah prevádzkovej teploty, optika, doba odozvy a jas objektu sú dôležitými prvkami, ktoré majú vplyv na výkon a je potrebné starostlivo zvážiť pri výbere.

Senzor môže byť jednoduchý dvojdrátové, a komplex s vysokú citlivosť zariadení, odolný proti opotrebeniu.

Voľba spektrálnej odozvy a rozsahu teplôt spojených s konkrétnym merania. Krátke vlnové dĺžky sa používajú pre vysoké teploty a dlhá - na nízkej úrovni. V prípade, že objekty sú priehľadné, napríklad, plastov a skla, je nutné, filtrácia uzkovolnovaya. Absorpčná pás CH polyetylénových fólií je 3,43 um. Izolácia spektra v tomto rozmedzí uľahčuje výpočet emisivity. Podobne, sklo podobné materiály sa stávajú nepriehľadný pri vlnovej dĺžke 4,6 um, čo umožňuje presne určiť teplotu povrchu skla. 1-4 mikrónov oblasť emitujúca umožňuje vykonávať meranie pomocou vákua kontrolných otvorov a tlakovej komory. Alternatívne - použitie kábla optických vlákien.

Optika a RTT sú zanedbateľné vo väčšine prípadov od zorného poľa veľkosti 3 cm vo vzdialenosti 50 cm a dobou odozvy menej ako 1 s je dostačujúce. Pre malé alebo rýchlo sa pohybujúceho objektu prerušované bude potrebné v malej (priemer 3 mm) alebo viac menších merania (0,75 mm) na mieste. Ďaleko mierenie (3-300 m) požadovať optickú úpravu, ako štandardné zorné pole príliš veľký. V niektorých prípadoch je tento spôsob sa používa dvoch vĺn rádiometrické metódou. Optické vlákno umožňuje dištancovať elektroniku od agresívnych prostrediach, pre elimináciu vplyvu šumu a na vyriešenie problému prístupu.

Laser teplomer v podstate sa udržuje v rozmedzí 0,2-5,0 s dobou odozvy. Rýchla reakcia môže zvýšiť šum signálu a pomalý vplyv na citlivosť. Keď indukčný ohrev vyžaduje okamžitú reakciu a za dopravníkom - Pomalší reakcie.

Monochromatický IR teplomer je jednoduché a je používaný v prípadoch, keď vysoko kvalitné produkty, ktoré majú vytvoriť pre reguláciu teploty je veľmi dôležité.

duálny vlnovej dĺžky termometria

Pre zložitejšie úlohy, kde je presnosť merania absolútna je kritická, a tam, kde je produkt podrobený fyzikálne alebo chemické namáhanie, a použije sa dvoch vĺn rádiometrické metódou. Koncept sa objavil na začiatku roka 1950, a nedávne zmeny v konštrukcii hardvéru a zvýšiť svoju produktivitu a znížiť náklady.

Metóda je založená na meraní výkonovej spektrálnej hustoty na dvoch rôznych vlnových dĺžkach. Teplota objektu možno čítať priamo z prístroja, ak emisivity rovnaké pre každú vlnovú dĺžku. Indikácia bude platiť aj v prípade, že zorné pole čiastočne blokovaný relatívne studené materiály, ako je prach, sitá a šedej priesvitné okno. Metóda teória je jednoduchý. Ak sú oba žiarenia vlnová dĺžka je rovnaká (pre šedú tela), koeficient emisie sa zníži a vzťah bude závislý od teploty.

Duálny vlnovou dĺžkou lasera teplomer sa používa v priemysle a výskume ako jednoduchý, unikátny senzor, ktorý môže znížiť chyba merania.

Okrem toho, s mnohými vlnovými dĺžkami teplomer sada pre materiály, ktoré nie sú šedá tela, absorpčný koeficient, ktorý sa mení s vlnovou dĺžkou. V týchto prípadoch sa vyžaduje podrobnú analýzu materiálových vlastnostiach povrchu o vzťahu koeficientu vlnovej dĺžky, teploty a chemického zloženia povrchu. Pomocou týchto dát je možné vytvoriť algoritmus výpočtu v závislosti od spektrálnej žiarenia na rôznych vlnových dĺžkach od teploty.

pravidlá pre oceňovanie

Posúdiť presnosť merania musí používateľ poznať nasledujúce údaje:

• Senzory zo svojej podstaty rozlišovať farby.
• V prípade, že povrch je lesklý, potom sa zariadenie vytvoriť nielen emitované, ale aj odrazenej energie.
• V prípade, že objekt je transparentný, je nutné, filtrácia IR (napr., Sklo nepriehľadné na 5 mikrónov).
• V deväť z desiatich prípadov je potreba absolútne presné meranie. Opakované merania a nedostatok predpätie poskytne potrebné presnosti. Keď sa zmení a spracovanie Radiance je ťažké, by mala zostať na dvoch alebo viacerých vlnových dĺžok rádiometer.

konštrukčné prvky

Laserový bezkontaktný teplomer pracuje na princípe infračerveného žiarenia na vstupe do a výstupe signál. Základné zapojenie zariadenie pozostáva zo zbernej optiky, šošovky, spektrálnych filtrov a detektora ako externý rozhranie. Dynamické spracovanie prebieha inak, ale to môže byť znížená pre zvýšenie tepelnej stabilizácie signál linearizácia a transformácie. Konvenčné okenné sklo sa používa pre krátkovlnné žiarenie, kremeň na stredných a germánia alebo sulfidu zinku na 8-14 mikrónov rozsah, vlákna - pri vlnových dĺžkach 0,5-5,0 mikrometrov.

zrak

Laserové diaľkový teplomer sa vyznačuje zorné pole (FOV) - Regulácia teploty veľkosti miesto v danej vzdialenosti. Zmena priemer zorného poľa je priamo úmerná zmene vzdialenosti medzi teplomerom a meraného objektu. Jeho hodnota je závislá na výrobcovi a dopad na jednotkovej cene. vzor tam s PP, ako 1 mm pre meranie bodových a optiky ďalekého dosahu (7 cm vo vzdialenosti 9 m). Pracovná vzdialenosť nemá vplyv na presnosť čítanie, v prípade, že objekt vypĺňa miesto merania. Maximálna strata signál by mal byť vyšší ako 1%.

mierenie

Konvenčné IR teplomery vyrábať meranie bez prídavných zariadení. To je prijateľné pre použitie s veľkými predmetmi, napríklad papierového pásu, kde sa nevyžaduje presnosť bod. Pre malé alebo vzdialených objektov s použitím laserového lúča. Vytvorené niekoľko variantov laserovým zameriavačom.

1. Lúč odsadenie od optickej osi. Najjednoduchšie model, ktorý sa používa v zariadeniach s nízkym rozlíšením na veľkých predmetov, tj. K. okolí odchýlky je príliš veľký.
2. Koaxiálny lúč. Neodchyľujú od optickej osi. merací bod centrum presne špecifikované v ľubovoľnej vzdialenosti.
3. Duálny laser. Priemer Spot označené dva body, čo eliminuje potrebu odhadnúť alebo vypočítať priemer a nevedie k chybám.
4. Kruhový ukazovateľ posunu. To ukazuje zorné pole svojej veľkosti a na vonkajších hraniciach.
5. 3-bod koaxiálny ukazovateľ. Nosník je rozdelený do troch svetlých bodov na rovnakom riadku. Stredový bod označuje bodové centrum, a vonkajší priemer jej ochranné známky.

S cieľom poskytnúť účinnú pomoc pod vedením teplomeru presne na meraného objektu.

filtre

Teplomery sú použité krátke vlnové filtre pre meranie vysokej teploty (> 500 ° C) a dlhé filtre vlnových dĺžok pre nízke teploty (-40 ° C). Kremíkové detektory, napr., Odolné voči teplu, a malý vlnová dĺžka znižuje chybu merania. Ďalšie selektívne filtre sa používajú pre plastové filmy (3,43 um a 7,9 um), sklo (5,1 mikrónov) a plameňov (3,8 mikrónov).

senzory

Väčšina snímače alebo fotoelektrický generujúcu napätia, keď je podrobený IR žiarenia, alebo fotovodivej, t. E. mení svoj odpor v dôsledku pôsobenia zdroja energie. Sú rýchle, vysoko citlivé, majú prijateľný teplotný posun, ktorý môže byť prekonaná, napríklad termistor obvod teplotnej kompenzácie, automatické nuly obvod, a amplitúda obmedzujúce izotermické ochranu.

Reťaz IR teplomer o 100-1000 mV detektor výstupný signál je tisíckrát vylepšení je regulovaná, je linearizovaný, a, ako výsledok, predstavuje lineárny prúdový alebo napäťový signál. Jeho optimálna hodnota 4-20 mA, aby sa minimalizovalo vonkajšie interferencie. Tento signál môže byť privádzaná do portu RS-232 alebo PID regulátora, oddeleným displejom alebo záznamového zariadenia. Iné prevedenia používajú signál:

• zapnutie / vypnutie signálu;
• špičková hodnota hold;
• nastaviteľná doba odozvy;
• obvod vzorku a držať.

rýchlosť

Infračervený laserový teplomer má priemernú dobu odozvy 300 ms, hoci použitie kremíkové detektory môže dosiahnuť hodnotu 10 ms. V mnohých nástrojov odozvy zmeny časových tlmiť prichádzajúce hluk a nastavenie citlivosti. Nie vždy je potrebné minimálnu dobu odozvy. Napríklad, v indukčnej doba zahrievania by mala byť v rozmedzí 10-50 ms.

Vlastnosti laserových teplomerov

Etekcity Lasergrip 630 - infračervený 2 laserový teplomer cene $ 35,99. vlastnosti:

• teplota -50 ... 580 ° C;
• presnosť +/- 2%;
• vzdialenosť pomeru veľkosť bodu 16: 1;
• emisivity 0,1 - 1,0;
• Doba odozvy <500 ms;
• rozlíšenie 1 ° C

Laserový teplomer (obrázok), tiež informuje o najväčší, najmenší a priemernou teplotou. Merací bod je posunutý o 2 cm pod zameriavacieho bodu. Laser sa zamerať práve v priesečníku lúčov (36 cm).

AMPROBE IR-710 - infračervený laserový teplomer, cena je $ 49.95. vlastnosti:

• teplota -50 ... 538 ° C;
• Minimálna veľkosť bodu 20 mm;
• presnosť +/- 2%;
• vzdialenosť pomeru veľkosť bodu 12: 1;
• Emisivita 0,95;
• Doba odozvy 500 ms;
• rozlíšenie 1 ° C

Tento laser teplomer (foto), iné ako je aktuálna teplota, ale tiež ukazuje minimálne a maximálne hodnoty.