Laser Θερμόμετρο: η αρχή της δράσης. Laser απομακρυσμένο θερμόμετρο (φωτογραφία)

της μέτρησης της θερμοκρασίας μπορεί να είναι επαφή και απομακρυσμένες. Τα πιο κοινά θερμοστοιχεία, θερμόμετρα και αισθητήρες αντίστασης που απαιτούν επαφή με το αντικείμενο, δηλαδή. Κ Μέτρηση δική του θερμοκρασία. Το κάνουν σιγά-σιγά, αλλά είναι ανέξοδη.

Proximity αισθητήρες μετρούν την υπέρυθρη ακτινοβολία από το αντικείμενο, να δώσουν γρήγορα αποτελέσματα, και χρησιμοποιούνται συνήθως για να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του κινείται και σταθερών φορέων υπό κενό και απροσπέλαστη λόγω της επιθετικότητας του περιβάλλοντος, τα χαρακτηριστικά του σχήματος ή απειλής για την ασφάλεια. Η τιμή αυτών των συσκευών είναι σχετικά υψηλή, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις να συγκριθεί να επικοινωνήσετε συσκευές.

μονόχρωμη θερμομέτρηση

μέθοδος Μονόχρωμο για τον προσδιορισμό της συνολικής ακτινοβολία χρησιμοποιεί ένα προκαθορισμένο μήκος κύματος. Υλοποιήσεις κυμαίνονται από απλές χειρός ανιχνευτές με τηλεχειριστήρια μέτρηση σε εξελιγμένες φορητές συσκευές που επιτρέπουν να παρατηρούν ταυτόχρονα το αντικείμενο και τις αναγνώσεις θερμοκρασίας με την είσοδο σε μνήμη ή την εκτύπωσή τους. Οι Σταθερός αισθητήρες εκπροσωπούνται ως απλή ανιχνευτές με μικρές διάταξη απομακρυσμένη ηλεκτρονική, και υψηλής αντοχής με απομακρυσμένες συσκευές PID-ελέγχου. Οπτικές ίνες, λέιζερ με στόχο, την ψύξη του νερού, η παρουσία της οθόνης και σαρωτή - προαιρετική παρακολούθηση της διαδικασίας επιλογές και τα συστήματα ελέγχου.

Διαμόρφωση, φασματικό φιλτράρισμα, εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, οπτική, χρόνο απόκρισης και τη φωτεινότητα του αντικειμένου είναι σημαντικά στοιχεία που επηρεάζουν την απόδοση και θα πρέπει να εξεταστεί προσεκτικά κατά τη διαδικασία επιλογής.

Ο αισθητήρας μπορεί να είναι ένας απλός δύο συρμάτων, και σύμπλοκο ανθεκτικό στη φθορά συσκευή υψηλής ευαισθησίας.

Επιλογή των φασματική απόκριση και το εύρος θερμοκρασίας που συνδέονται με τις συγκεκριμένες εργασίες μέτρησης. Τα βραχέα μήκη κύματος που χρησιμοποιούνται για υψηλής θερμοκρασίας και μακράς - για χαμηλές. Εάν τα αντικείμενα είναι διαφανείς, για παράδειγμα, πλαστικό και γυαλί, είναι απαραίτητο το φιλτράρισμα uzkovolnovaya. Η ζώνη απορρόφησης της μεμβράνης πολυαιθυλενίου CH είναι 3.43 μπι. Απομόνωση του φάσματος σε αυτό το εύρος απλοποιεί τον υπολογισμό του συντελεστή εκπομπής. Παρομοίως, υαλόμορφων υλικών γίνονται αδιαφανείς σε ένα μήκος κύματος των 4,6 μικρομέτρων, η οποία επιτρέπει να προσδιοριστεί με ακρίβεια η θερμοκρασία στην επιφάνεια του γυαλιού. 1-4 microns περιοχή εκπομπής επιτρέπει να κάνει τη μέτρηση μέσω του κενού ανοίγματα επιθεώρησης και θαλάμους πίεσης. Εναλλακτικές - η χρήση του καλωδίου οπτικών ινών.

Οπτική και RTT είναι ασήμαντες, στις περισσότερες περιπτώσεις, δεδομένου ότι το οπτικό πεδίο του μεγέθους των 3 cm σε απόσταση 50 cm και ένα χρόνο απόκρισης λιγότερο από 1 s είναι επαρκής. Για μικρές ή αντικείμενο που κινείται γρήγορα διαλείπουσα καθίσταται αναγκαία σε μια μικρή (διαμέτρου 3 mm) ή περισσότερες μικρότερες μετρήσεις (0,75 mm) κηλίδα. Μακριά στόχο (3-300 m) απαιτούν οπτική προσαρμογή, ως ένα πρότυπο οπτικό πεδίο γίνεται πολύ μεγάλο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται ένα ραδιομετρία δύο-κύματος. Οπτική ίνα επιτρέπει να απομακρυνθεί από τα ηλεκτρονικά επιθετικά περιβάλλοντα, για να εξαλειφθεί η επίδραση του θορύβου και να λύσει το πρόβλημα της πρόσβασης.

θερμόμετρο λέιζερ ουσιαστικά ελέγχεται στην περιοχή 0,2-5,0 με χρόνο απόκρισης. Γρήγορη απάντηση μπορεί να αυξήσει το θόρυβο του σήματος και την αργή επίδραση στην ευαισθησία. Όταν θέρμανσης επαγωγής απαιτεί άμεση απάντηση, και για τον μεταφορέα - η πιο αργή απόκριση.

Μονόχρωμη IR θερμόμετρο είναι απλή και χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου τα προϊόντα υψηλής ποιότητας για να δημιουργήσετε ένα στοιχείο ελέγχου θερμοκρασίας είναι πολύ σημαντική.

διπλού μήκους κύματος θερμομέτρηση

Για περισσότερες σύνθετες εργασίες, όπου η απόλυτη ακρίβεια μέτρησης είναι κρίσιμη, και όπου το προϊόν υποβάλλεται σε φυσική ή χημική καταπόνηση, και εφαρμόζει ραδιομετρία δύο-κύματος. Η ιδέα προέκυψε στις αρχές της δεκαετίας του 1950 και τις πρόσφατες αλλαγές στο σχεδιασμό και το υλικό της αύξησης της παραγωγικότητας και μείωση του κόστους.

Η μέθοδος συνίσταται στη μέτρηση του φασματική πυκνότητα ισχύος σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος. Η θερμοκρασία του αντικειμένου μπορούν να διαβαστούν απευθείας από το μέσο, αν η ικανότητα ακτινοβολίας του ίδιου για κάθε μήκος κύματος. Ενδείξεις θα είναι αληθές ακόμη και εάν το οπτικό πεδίο μπλοκαριστεί μερικώς σχετικά κρύα υλικά, όπως σκόνη, οθόνες σύρμα του γκρι και ημιδιαφανές παράθυρο. Μέθοδος Η θεωρία είναι απλή. Αν και οι δύο μήκους κύματος ακτινοβολία είναι η ίδια (για μία γκρι σώματος), ο συντελεστής εκπομπής μειώνεται και η σχέση γίνεται ανάλογη προς τη θερμοκρασία.

θερμόμετρο λέιζερ διπλού μήκους κύματος χρησιμοποιείται στη βιομηχανία και την έρευνα ως ένα απλό, μοναδικό αισθητήρα που μπορεί να μειώσει την μέτρηση των σφαλμάτων.

Επιπλέον, καθορίζονται θερμόμετρο πολλαπλού μήκους κύματος για τα υλικά τα οποία δεν είναι γκρίζα σώματα, συντελεστή απορρόφησης που ποικίλλει με το μήκος κύματος. Σε αυτές τις περιπτώσεις απαιτούν λεπτομερή ανάλυση των χαρακτηριστικών επιφάνειας του υλικού για τη σχέση του συντελεστή του μήκους κύματος, η θερμοκρασία και η χημική σύνθεση της επιφάνειας. Με αυτά τα δεδομένα, είναι δυνατόν να δημιουργήσουν έναν αλγόριθμο υπολογισμού ανάλογα με την φασματική ακτινοβολία σε διαφορετικά μήκη κύματος με τη θερμοκρασία.

κανόνες αποτίμησης

Για να εκτιμηθεί η ακρίβεια των μετρήσεων, ο χρήστης πρέπει να γνωρίζει τα εξής:

• IR αισθητήρες εγγενώς δεν διακρίνουν τα χρώματα.
• Εάν η επιφάνεια είναι γυαλιστερή, τότε η συσκευή θα καθορίσει όχι μόνο εκπέμπεται αλλά και η ανακλώμενη ενέργεια.
• Εάν το αντικείμενο είναι διαφανές, είναι απαραίτητο το φιλτράρισμα IR (π.χ., γυαλί αδιαφανές στα 5 μικρόμετρα).
• Σε εννέα από τις δέκα περιπτώσεις, απαιτείται απολύτως ακριβή μέτρηση. Επαναλαμβανόμενες μετρήσεις και η έλλειψη προκατάληψης θα παράσχει την απαραίτητη ακρίβεια. Όταν οι αλλαγές και επεξεργασίας ακτινοβολία είναι δύσκολο, θα πρέπει να μείνετε στο δύο ή πολλαπλών μηκών κύματος ραδιόμετρο.

Δομικά στοιχεία

λέιζερ θερμόμετρο μη επαφή λειτουργεί βάσει της αρχής της υπέρυθρης ενέργειας στην είσοδο και το σήμα εξόδου. Βασική συσκευή κύκλωμα αποτελείται από ένα συλλογής οπτικών, φακοί, φασματική φίλτρα και τον ανιχνευτή ως εξωτερικό διεπαφή. Δυναμική επεξεργασία πραγματοποιείται με διαφορετικό τρόπο, αλλά μπορεί να μειωθεί για να ενισχύσει, σήμα θερμική σταθεροποίηση της γραμμικοποίησης και του μετασχηματισμού. Συμβατικά γυάλινο παράθυρο χρησιμοποιείται για την ακτινοβολία βραχέων κυμάτων, χαλαζία για μεσαία και γερμάνιο ή θειούχος ψευδάργυρος για το 8-14 εύρος micron, ίνα - σε μήκη κύματος των 0,5-5,0 microns.

θέαμα

Laser απομακρυσμένη θερμόμετρο χαρακτηρίζεται από ένα οπτικό πεδίο (FOV) - Ο έλεγχος της θερμοκρασίας κηλίδα μεγέθους σε μία δεδομένη απόσταση. Αλλάζοντας τη διάμετρο του οπτικού πεδίου είναι ευθέως ανάλογη με μια αλλαγή στην απόσταση μεταξύ του θερμομέτρου και του αντικειμένου μέτρησης. Η αξία του εξαρτάται από τον κατασκευαστή και τον αντίκτυπο επί της τιμής μονάδος. μοτίβο εκεί με ΡΡ από 1 mm για τις μετρήσεις σημείο, και ένα μεγάλου βεληνεκούς οπτικών (7 cm σε απόσταση 9 m). Απόσταση εργασίας δεν επηρεάζει την ακρίβεια της ανάγνωσης, αν το αντικείμενο γεμίζει το σημείο μέτρησης. Η μέγιστη απώλεια σήματος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1%.

με στόχο

Τα συμβατικά θερμόμετρα IR παράγουν μετρήσεις χωρίς πρόσθετες συσκευές. Αυτό είναι αποδεκτό για χρήση με μεγάλα αντικείμενα, όπως χάρτινο φύλλο, όπου δεν απαιτείται σημείο ακρίβεια. Για μικρά ή μακρινά αντικείμενα χρησιμοποιώντας μια ακτίνα λέιζερ. Δημιουργήθηκε διάφορες παραλλαγές της όρασης λέιζερ.

1. Η δέσμη offset από τον οπτικό άξονα. Το απλούστερο μοντέλο που χρησιμοποιείται σε συσκευές με χαμηλή ανάλυση για μεγάλα αντικείμενα, δηλ. Κ Η γειτνίαση της απόκλισης είναι πολύ μεγάλο.
2. Ομοαξονικό δοκού. Μην παρεκκλίνετε από τον οπτικό άξονα. μέτρηση κέντρου σημείο που ορίζεται με ακρίβεια σε οποιαδήποτε απόσταση.
3. Διπλή λέιζερ. διαμέτρου Spot επισημαίνονται δύο σημεία, που εξαλείφει την ανάγκη να μαντέψει ή να υπολογίσει τη διάμετρο και δεν οδηγεί σε λάθη.
4. Εγκύκλιος δείκτη offset. Δείχνει το οπτικό πεδίο του μεγέθους της και των εξωτερικών συνόρων.
5. 3-σημείο ομοαξονικό δείκτη. Η δέσμη χωρίζεται σε τρία φωτεινά σημεία στην ίδια γραμμή. Μέσο δηλώνει το σημείο κέντρου, και την εξωτερική διάμετρο του σήματός της.

Με στόχο να προσφέρει αποτελεσματική βοήθεια υπό τη διεύθυνση του θερμομέτρου ακριβώς στο αντικείμενο μέτρησης.

φίλτρα

Τα θερμόμετρα χρησιμοποιούνται σύντομη φίλτρα κύματος για μετρήσεις υψηλής θερμοκρασίας (> 500 ° C) και μεγάλη φίλτρα μήκους κύματος για χαμηλές θερμοκρασίες (-40 ° C). ανιχνευτές πυριτίου, π.χ., ανθεκτικά στη θερμότητα, και ένα μικρό μήκος κύματος μειώνει το σφάλμα μέτρησης. Άλλες επιλεκτικές φίλτρα που χρησιμοποιούνται για τις πλαστικές μεμβράνες (3,43 μικρά και 7.9 microns), γυαλί (5.1 microns) και τη φλόγα (3.8 microns).

αισθητήρες

Οι περισσότεροι αισθητήρες ή φωτοηλεκτρική τάση παραγωγής όταν υποβάλλονται σε ακτινοβολία IR, ή φωτοαγώγιμες, t. Ε αλλάζει την αντίστασή του κάτω από τη δράση της πηγής ενέργειας. Είναι γρήγορη, εξαιρετικά ευαίσθητο, έχουν μια αποδεκτή θερμοκρασιακή ολίσθηση, η οποία μπορεί να ξεπεραστεί, για παράδειγμα, κύκλωμα αντισταθμίσεως θερμοκρασίας θερμίστορ, ένα αυτόματο μηδέν κύκλωμα, και το πλάτος περιορίζοντας ισοθερμική προστασία.

Το θερμόμετρο IR αλυσίδα περίπου σήματος mV εξόδου του ανιχνευτή 100-1000 είναι χίλιες φορές ενίσχυση ρυθμίζεται, είναι γραμμικοποιημένος, και, ως εκ τούτου, αντιπροσωπεύει μια γραμμική ρεύμα ή τάση σήματος. βέλτιστη τιμή του 4-20 mA, για να ελαχιστοποιηθεί η εξωτερική παρέμβαση. Αυτό το σήμα μπορεί να τροφοδοτηθεί στη θύρα RS-232 ή στον ελεγκτή PID, απομακρυσμένη οθόνη ή συσκευή καταγραφής. Άλλες υλοποιήσεις χρησιμοποιούν σήμα:

• on / off σήμα?
• μέγιστη τιμή αναμονή?
• ρυθμιζόμενο χρόνο απόκρισης?
• ένα κύκλωμα δειγματοληψίας και συγκράτησης.

ταχύτητα

Υπέρυθρο θερμόμετρο λέιζερ έχει μέσο χρόνο απόκρισης των 300 ms, παρόλο που η χρήση ανιχνευτών πυριτίου μπορεί να φτάσει μία τιμή των 10 ms. Σε πολλές πράξεις απόκρισης αλλαγές χρόνο για να αμβλύνουν τις εισερχόμενες θόρυβο και να ρυθμίσετε την ευαισθησία. Δεν χρειάζεται πάντα έναν ελάχιστο χρόνο απόκρισης. Για παράδειγμα, στην επαγωγή χρόνος θέρμανσης θα πρέπει να είναι στην περιοχή των 10-50 ms.

Χαρακτηριστικά θερμόμετρα λέιζερ

Etekcity Lasergrip 630 - υπέρυθρο λέιζερ 2 τιμή θερμόμετρο των $ 35.99. χαρακτηριστικά:

• Εύρος θερμοκρασίας -50 ... 580 ° C?
• ακρίβεια +/- 2%?
• απόσταση αναλογία μέγεθος σημείων από 16 έως: 1?
• εκπομπής των 0,1 - 1,0?
• Χρόνος απόκρισης <500 ms?
• ανάλυση 1 ° C.

θερμόμετρο Laser (εικόνα) ενημερώνει επίσης για το μεγαλύτερο, μικρότερο και μέση θερμοκρασία. Η κηλίδα μέτρησης μετατοπίζεται από 2 cm κάτω από το σημείο στόχο. Laser στόχευσης ακριβέστερα στη διασταύρωση των ακτίνων (36 cm).

AMPROBE IR-710 - υπέρυθρο θερμόμετρο λέιζερ, η τιμή είναι $ 49.95. χαρακτηριστικά:

• Εύρος θερμοκρασίας -50 ... 538 ° C?
• Ελάχιστο μέγεθος κηλίδας 20 mm?
• ακρίβεια +/- 2%?
• απόσταση αναλογία μέγεθος σημείων από 12 έως: 1?
• εκπομπής των 0,95?
• ο χρόνος απόκρισης των 500 ms?
• ανάλυση 1 ° C.

Αυτό θερμόμετρο λέιζερ (φωτογραφία), εκτός από την τρέχουσα θερμοκρασία, αυτό δείχνει επίσης τις ελάχιστες και μέγιστες τιμές.