Laser termometer: prinsippet om handling. Laser ekstern termometer (foto)

Temperaturmålinger kan være kontakt og fjernkontroll. De fleste vanlige termoelementer, termometre og motstandsfølere som krever kontakt med objektet, det vil si. K. måle dens egen temperatur. De gjør det sakte, men er billig.

Nærhetssensorene måle den infrarøde stråling fra objektet, gi raske resultater, og blir ofte brukt til å bestemme temperaturen av bevegelige og stasjonære organer i vakuum og utilgjengelige på grunn av aggressivitet av miljøet, er egenskapene til form eller sikkerhetstrussel. Prisen på slike enheter er relativt høy, men i enkelte tilfeller sammenlignes med å kontakte enheter.

monokrom termometri

Monochrome metode for bestemmelse av den totale utstråling benytter en forutbestemt bølgelengde. Implementeringer varierer fra enkle håndholdte prober med fjernmåling til sofistikerte bærbare enheter som tillater samtidig å observere et objekt og dens temperaturmålinger for å legges inn i minnet eller skriver dem. Stasjonære sensorer er representert som enkle detektorer med liten ekstern elektronikk ordning, og høy styrke med eksterne enheter PID-kontroll. Fiberoptikk, laser sikter, vannkjøle, nærværet av displayet og skanner - valgfrie alternativer prosess overvåknings- og styresystemer.

Konfigurasjon, spektral filtrering, driftstemperaturområdet, optikk, responstid og lysstyrken av objektet er viktige elementer som påvirker ytelsen og nøye vurderes i utvelgelsesprosessen.

Føleren kan være en enkel to-wire, og komplekse slitasje-resistent høy følsomhet innretning.

Valg av spektrale respons og temperaturområde i forbindelse med de spesifikke måleoppgaver. Korte bølgelengder brukes for høy temperatur og lang - for lav. Dersom gjenstandene er transparent, for eksempel, plast og glass, er det nødvendig uzkovolnovaya filtrering. Absorpsjonsbåndet CH polyetylenfilm er 3,43 pm. Isolering av spekteret i dette området forenkler beregningen av emissivitet. På lignende måte, glasslignende materialer blir ugjennomsiktig ved en bølgelengde på 4,6 mikron, som gjør det mulig å nøyaktig bestemme temperaturen på glassoverflaten. 1-4 mikron emitterende område gjør det mulig å gjøre målinger gjennom inspeksjonsåpninger vakuum og trykkamre. Alternative - bruk av fiberoptisk kabel.

Optikk og RTT er uvesentlig i de fleste tilfeller, da synsfeltet av størrelsen på 3 cm i en avstand på 50 cm og en responstid på mindre enn 1 s er tilstrekkelig. For små eller hurtig bevegende objekt periodisk blir nødvendig i et lite (3 mm diameter) eller flere mindre (0,75 mm) punktmålinger. Far sikter (3-300 m) kreve optisk justering, som en standard synsfelt blir for stor. I noen tilfeller er denne fremgangsmåte anvendes en to-bølge radiometri. Optisk fiber gjør det mulig å distansere elektronikken fra aggressive miljøer, for å eliminere effekten av støy og for å løse problemet med tilgang.

Laser termometer utgangspunktet styres i området fra 0,2 til 5,0 med responstid. Rask respons kan øke signalstøy og den langsomme virkning på følsomheten. Når induksjonsoppvarming krever en umiddelbar respons, og for transportøren - dess langsommere reaksjon.

Monochrome IR-termometer er enkel og brukes i tilfeller hvor høy kvalitet på produktene for å skape en temperaturkontroll er meget viktig.

termometri dobbel-bølgelengde

For mer komplekse oppgaver, hvor den absolutte målenøyaktigheten er kritisk, og hvor produktet er utsatt for fysisk eller kjemisk stress, og gjelder to-bølge radiometri. Konseptet dukket opp i begynnelsen av 1950-tallet, og senere endringer i utformingen av maskinvaren og øke produktiviteten og redusere kostnadene.

Metoden består i å måle den spektrale effekttetthet ved to forskjellige bølgelengder. Temperaturen av objektet kan leses direkte fra instrumentet, dersom emissivitet av det samme for hver bølgelengde. Indikasjoner vil være tilfelle selv om det synsfeltet delvis blokkert relativt kalde materialer, såsom støv, trådskjermer av grått og gjennomskinnelig vindu. metode Teorien er enkel. Hvis både utstråling bølgelengden er den samme (for et grått legeme), blir emisjonskoeffisienten redusert og forholdet blir proporsjonal med temperaturen.

Dual-bølgelengde laser termometer anvendes i industri og forskning som en enkel, unik sensor som kan redusere målefeil.

Videre, multibølgelengde termometer satt for materialer som ikke er grå organer, absorpsjonskoeffisienten som varierer med bølgelengden. I disse tilfellene krever vi en detaljert analyse av materialoverflateegenskaper på forholdet av koeffisienten for bølgelengde, temperatur og kjemisk sammensetning av overflaten. Med disse data er det mulig å skape en beregningsalgoritme, avhengig av den spektrale stråling ved forskjellige bølgelengder på temperaturen.

vurderingsregler

For å vurdere nøyaktigheten av målingen brukeren må vite følgende:

• IR-sensorer iboende ikke skille farger.
• Hvis overflaten er blanke, så vil innretningen etablere ikke bare slippes ut, men også den reflekterte energi.
• Hvis objektet er gjennomsiktig, er det nødvendig IR-filtrering (for eksempel glass ugjennomsiktig på 5 mikron).
• I ni av ti tilfeller er nødvendig helt nøyaktig måling. Gjentatte målinger og manglende skjevhet vil gi den nødvendige presisjon. Når utstråling endringer og behandling er vanskelig, bør du bo på to- eller fler bølgelengde radiometer.

konstruksjonselementer

laser ikke-kontakt termometer arbeider på prinsippet av infrarød energi ved inngangen til og utgang signal. Grunnleggende kretsenheten består av en samleoptikken, linser, spektrale filtre og detektoren som et eksternt grensesnitt. Dynamisk bearbeidelse utføres på en annen måte, men det kan bli redusert for å forbedre, termisk stabilisering signal for linearisering og transformasjon. Vanlig vindusglass brukes for kortbølget stråling, kvarts for mellomtone og germanium eller sinksulfid til 8-14 ym, fiber - ved bølgelengder på 0,5-5,0 mikron.

synet

Ekstern laser termometer er karakterisert ved et synsfelt (FOV) - Temperaturkontroll flekk størrelser i en gitt avstand. Å endre diameteren av synsfeltet er direkte proporsjonal med en endring i avstand mellom termometeret og måleobjektet. Verdien avhenger av produsenten og innvirkning på enhetsprisen. Det mønster med PP enn 1 mm for punktmålinger, og en langtrekkende optikk (7 cm i en avstand på 9 m). Arbeidsavstand påvirker ikke nøyaktigheten av lesing, hvis objektet fyller måling spot. Den maksimale signaltapet bør ikke overstige 1%.

sikter

Konvensjonelle IR-termometre frembringe målinger uten tilleggsinnretninger. Dette er akseptabelt for bruk med store gjenstander, som for eksempel papirbane, hvor punkt nøyaktighet ikke er nødvendig. For små eller fjerntliggende objekter ved hjelp av en laserstråle. Opprettet flere varianter av lasersikte.

1. Strålen forskjøvet fra den optiske aksen. Den enkleste modellen som brukes i anordninger med lav oppløsning til store gjenstander, f.eks. K. nærhet av avviket er for stor.
2. Koaksial bjelke. Ikke avviker fra den optiske aksen. måling flekk sentrum presist på alle avstander.
3. Dual laser. Spot diameter merket to punkter, noe som eliminerer behovet for å gjette eller beregne diameter og ikke føre til feil.
4. Sirkulær pekerforskyvning. Det viser synsfeltet av sin størrelse og den ytre grensen.
5. 3-punkts koaksial pekeren. Bjelken er delt inn i tre lyse punkter på den samme linje. Midtpunkt betegner flekk sentrum, og den ytre diameter av sine spor.

Sikte på å gi effektiv støtte under ledelse av termometeret nøyaktig på måleobjektet.

filtre

Termometrene er brukt korte bølgefiltre for høy temperaturmålinger (> 500 ° C) og bølgelengdefiltre lange for lave temperaturer (-40 ° C). Silisiumdetektorer, f.eks motstandsdyktig mot varme, og en liten bølgelengde reduserer målefeil. Andre selektive filtre brukes for plastfilmene (3,43 mikron og 7,9 mikron), glass (5,1 mikron) og flammen (3,8 mikron).

sensorer

De fleste sensorer eller optiske danner en spenning når de utsettes for IR-stråling, eller fotoledende, t. E. Forandrer sin motstand under virkningen av energikilden. De er rask og svært følsom, ha et akseptabelt temperaturdrift, som kan overvinnes, f.eks termistor temperaturkompensasjonskrets, en automatisk nullstillingskrets, og amplitude-begrensnings isotermisk beskyttelse.

Kjeden IR-termometer omtrent 100-1000 mV detektorutgangssignalet er en tusen-ganger forsterkning reguleres, er linearisert, og, som et resultat av dette representerer en lineær strøm- eller spenningssignal. Sin optimale verdi av 4-20 mA, for å minimalisere eksterne forstyrrelser. Dette signal kan mates til RS-232-port eller til PID-styreenheten, ekstern skjerm eller opptaksenhet. Andre utførelser bruker signal:

• av / på-signal;
• peak hold verdi;
• justerbar responstid;
• en sample og holdekrets.

fart

Infrarød laser termometer har en gjennomsnittlig responstid på 300 ms, selv om bruken av silisiumdetektorer kan nå en verdi på 10 ms. I mange instrumenter responstiden endres for å dempe innkommende støy og justere følsomheten. Ikke alltid trenger et minimum responstid. For eksempel, i induksjonsoppvarmingstiden bør være i størrelsesorden 10-50 ms.

Funksjoner av laser termometre

Etekcity Lasergrip 630 - infrarød 2 laser termometer pris på $ 35.99. funksjoner:

• temperaturområdet -50 ... 580 ° C;
• nøyaktighet +/- 2%;
• avstand til punktstørrelse forhold på 16: 1;
• emisjonsevne på 0,1 til 1,0;
• Reaksjonstid <500 ms;
• oppløsning på 1 ° C.

Laser termometer (bildet) informerer også om den største, minste og gjennomsnittlig temperatur. Måle stedet forskyves med 2 cm under siktepunktet. Lasermålretting mer nøyaktig i skjæringspunktet mellom strålene (36 cm).

Amprobe IR-710 - infrarød laser termometer, er prisen $ 49.95. funksjoner:

• temperaturområdet -50 ... 538 ° C;
• Minimum spot størrelse på 20 mm;
• nøyaktighet +/- 2%;
• avstand til flekk-forholdet 12: 1;
• emissivitet på 0,95;
• responstid på 500 ms;
• oppløsning på 1 ° C.

Denne laseren termometer (bildet) andre enn den aktuelle temperatur, men viser også den minimums- og maksimumsverdier.