Laser Teploměr: princip činnosti. Laser dálkový teploměr (foto)

měření teploty mohou být kontaktní a vzdálené. Nejčastější termočlánky, teploměry a odporové senzory, které vyžadují kontakt s objektem, tj. K. měření jeho vlastní teplota. Dělají to pomalu, ale jsou drahé.

Bezdotykové senzory měří infračervené záření z objektu, poskytují rychlé výsledky, a běžně se používají pro stanovení teploty pohybující se a stacionární orgány ve vakuu a nepřístupné vzhledem k agresivitě prostředí, charakteristiky tvaru nebo ohrožení bezpečnosti. Cena těchto zařízení je poměrně vysoká, i když v některých případech srovnatelné kontaktovat zařízení.

monochromatický termometrie

Způsob Monochromatický pro stanovení celkového záření používá předem stanovenou vlnovou délku. Implementace v rozsahu od jednoduchých ručních sond s dálkovým měřením na sofistikované přenosné přístroje, které umožňují, aby současně sledovat objekt a jeho teplota hodnoty, které mají být zapsány do paměti nebo jejich tisk. Stacionární senzory jsou reprezentovány jako jednoduché detektory s malou elektronikou uspořádání, a vysokou pevností vzdálená zařízení PID řízení. Vláknová optika, laserovým zaměřovačem, chlazení vody, přítomnost displeje a snímače - možnost sledování možnosti procesů a kontrolních systémů.

Konfigurace, spektrální filtrační, rozsah provozní teploty, optika, doba odezvy a jas objektu jsou důležitými prvky, které mají vliv na výkon a je třeba pečlivě zvážit při výběru.

Senzor může být jednoduchý dvoudrátové, a komplex s vysokou citlivost zařízení, odolný proti opotřebení.

Volba spektrální odezvy a rozsahu teplot spojených s konkrétním měření. Krátké vlnové délky se používají pro vysoké teploty a dlouhá - na nízké úrovni. V případě, že objekty jsou průhledné, například, plastů a skla, je nutné, filtrace uzkovolnovaya. Absorpční pás CH polyethylenové fólie je 3,43 um. Izolace spektra v tomto rozmezí usnadňuje výpočet emisivity. Podobně, sklo podobné materiály se stávají neprůhledný při vlnové délce 4,6 um, což umožňuje přesně určit teplotu povrchu skla. 1-4 mikronů oblast emitující umožňuje provádět měření pomocí vakua kontrolních otvorů a tlakové komory. Alternativní - použití kabelu optických vláken.

Optika a RTT jsou zanedbatelné ve většině případů od zorného pole o velikosti 3 cm ve vzdálenosti 50 cm a dobou odezvy méně než 1 s je dostačující. Pro malé nebo rychle se pohybujícího objektu přerušované bude nutné v malé (průměr 3 mm) nebo více menších měření (0,75 mm) na místě. Daleko míření (3-300 m) požadovat optickou úpravu, jako standardní zorné pole příliš velký. V některých případech je tento způsob se používá dvou vln radiometrickou metodou. Optické vlákno umožňuje distancovat elektroniku od agresivních prostředích, pro eliminaci vlivu šumu a k vyřešení problému přístupu.

Laser teploměr v podstatě se udržuje v rozmezí 0,2-5,0 s dobou odezvy. Rychlá reakce může zvýšit šum signálu a pomalý vliv na citlivost. Když indukční ohřev vyžaduje okamžitou reakci a za dopravníkem - Pomalejší reakce.

Monochromatický IR teploměr je jednoduché a je používán v případech, kdy vysoce kvalitní produkty, které mají vytvořit pro regulaci teploty je velmi důležité.

duální vlnové délky termometrie

Pro složitější úkoly, kde je přesnost měření absolutní je kritická, a tam, kde je produkt podroben fyzikální nebo chemické namáhání, a použije se dvou vln radiometrickou metodou. Koncept se objevil na počátku roku 1950, a nedávné změny v konstrukci hardwaru a zvýšit svoji produktivitu a snížit náklady.

Metoda je založena na měření výkonové spektrální hustoty na dvou různých vlnových délkách. Teplota objektu lze číst přímo z přístroje, pokud emisivity stejné pro každou vlnovou délku. Indikace bude platit i v případě, že zorné pole částečně blokován relativně studené materiály, jako je prach, síta a šedé průsvitné okno. Metoda teorie je jednoduchý. Pokud jsou oba záření vlnová délka je stejná (pro šedou těla), koeficient emise se sníží a vztah bude závislý na teplotě.

Duální vlnovou délkou laseru teploměr se používá v průmyslu a výzkumu jako jednoduchý, unikátní senzor, který může snížit chyba měření.

Kromě toho, s mnoha vlnovými délkami teploměr sada pro materiály, které nejsou šedá těla, absorpční koeficient, který se mění s vlnovou délkou. V těchto případech se vyžaduje podrobnou analýzu materiálových vlastnostech povrchu o vztahu koeficientu vlnové délky, teploty a chemického složení povrchu. Pomocí těchto dat je možné vytvořit algoritmus výpočtu v závislosti na spektrální záření na různých vlnových délkách na teplotě.

pravidla pro oceňování

Posoudit přesnost měření musí uživatel znát následující údaje:

• Senzory ze své podstaty rozlišovat barvy.
• V případě, že povrch je lesklý, pak se zařízení vytvořit nejen emitované, ale i odražené energie.
• V případě, že objekt je transparentní, je nutné, filtrace IR (např., Sklo neprůhledné na 5 mikronů).
• V devět z deseti případů je potřeba absolutně přesné měření. Opakované měření a nedostatek předpětí poskytne potřebné přesnosti. Když se změní a zpracování Radiance je obtížné, by měla zůstat na dvou nebo více vlnových délek radiometr.

Konstrukční prvky

Laserový bezkontaktní teploměr pracuje na principu infračerveného záření na vstupu do a výstupu signál. Základní zapojení zařízení se skládá ze sběrné optiky, čočky, spektrálních filtrů a detektoru jako externí rozhraní. Dynamické zpracování probíhá jinak, ale to může být snížena pro zvýšení tepelné stabilizace signál linearizace a transformace. Konvenční okenní sklo se používá pro krátkovlnné záření, křemen na středních a germania nebo sulfidu zinečnatého na 8-14 mikronů rozsah, vlákna - při vlnových délkách 0,5-5,0 mikrometrů.

zrak

Laserové dálkový teploměr se vyznačuje zorné pole (FOV) - Regulace teploty velikosti místo v dané vzdálenosti. Změna průměr zorného pole je přímo úměrná změně vzdálenosti mezi teploměrem a měřeného objektu. Jeho hodnota je závislá na výrobci a dopad na jednotkové ceně. vzor tam s PP, než 1 mm pro měření bodových a optiky dalekého dosahu (7 cm ve vzdálenosti 9 m). Pracovní vzdálenost nemá vliv na přesnost čtení, v případě, že objekt vyplňuje místo měření. Maximální ztráta signál by měl být vyšší než 1%.

míření

Konvenční IR teploměry vyrábět měření bez přídavných zařízení. To je přijatelné pro použití s velkými předměty, například papírového pásu, kde se nevyžaduje přesnost bod. Pro malé nebo vzdálených objektů za použití laserového paprsku. Vytvořené několik variant laserovým zaměřovačem.

1. Paprsek odsazení od optické osy. Nejjednodušší model, který se používá v zařízeních s nízkým rozlišením na velkých předmětů, tj. K. okolí odchylky je příliš velký.
2. Koaxiální paprsek. Neodchylují od optické osy. měřící bod centrum přesně specifikovány v libovolné vzdálenosti.
3. Duální laser. Průměr Spot označeny dva body, což eliminuje potřebu odhadnout nebo vypočítat průměr a nevede k chybám.
4. Kruhový ukazatel posunu. To ukazuje zorné pole své velikosti a na vnějších hranicích.
5. 3-bod koaxiální ukazatel. Nosník je rozdělen do tří světlých bodů na stejném řádku. Středový bod označuje bodové centrum, a vnější průměr její ochranné známky.

S cílem poskytnout účinnou pomoc pod vedením teploměru přesně na měřeného objektu.

filtry

Teploměry jsou použity krátké vlnové filtry pro měření vysoké teploty (> 500 ° C) a dlouhé filtry vlnových délek pro nízké teploty (-40 ° C). Křemíkové detektory, např., Odolné vůči teplu, a malý vlnová délka snižuje chybu měření. Další selektivní filtry se používají pro plastové filmy (3,43 um a 7,9 um), sklo (5,1 mikronů) a plamenů (3,8 mikronů).

senzory

Většina snímače nebo fotoelektrický generující napětí, když je podroben IR záření, nebo fotovodivé, t. E. mění svůj odpor v důsledku působení zdroje energie. Jsou rychlé, vysoce citlivé, mají přijatelný teplotní posun, který může být překonána, například termistor obvod teplotní kompenzace, automatické nuly obvod, a amplituda omezující izotermické ochranu.

Řetěz IR teploměr o 100-1000 mV detektor výstupní signál je tisíckrát vylepšení je regulována, je linearizovaný, a, jako výsledek, představuje lineární proudový nebo napěťový signál. Jeho optimální hodnota 4-20 mA, aby se minimalizovalo vnější interference. Tento signál může být přiváděna do portu RS-232 nebo PID regulátoru, odděleným displejem nebo záznamového zařízení. Jiná provedení používají signál:

• zapnutí / vypnutí signálu;
• špičková hodnota hold;
• nastavitelná doba odezvy;
• obvod vzorek a držet.

rychlost

Infračervený laserový teploměr má průměrnou dobu odezvy 300 ms, ačkoli použití křemíkové detektory může dosáhnout hodnoty 10 ms. V mnoha nástrojů odezvy změny časových tlumit příchozí hluk a nastavení citlivosti. Ne vždy je třeba minimální dobu odezvy. Například, v indukční doba zahřívání by měla být v rozmezí 10-50 ms.

Vlastnosti laserových teploměrů

Etekcity Lasergrip 630 - infračervený 2 laserový teploměr ceně $ 35,99. Vlastnosti:

• teplota -50 ... 580 ° C;
• přesnost +/- 2%;
• vzdálenost poměru velikost bodu 16: 1;
• emisivity 0,1 - 1,0;
• Doba odezvy <500 ms;
• rozlišení 1 ° C

Laserový teploměr (obrázek), také informuje o největší, nejmenší a průměrnou teplotou. Měřící bod je posunut o 2 cm pod zaměřovacího bodu. Laser se zaměřit právě v průsečíku paprsků (36 cm).

Amprobe IR-710 - infračervený laserový teploměr, cena je $ 49.95. Vlastnosti:

• teplota -50 ... 538 ° C;
• Minimální velikost bodu 20 mm;
• přesnost +/- 2%;
• vzdálenost poměru velikost bodu 12: 1;
• Emisivita 0,95;
• Doba odezvy 500 ms;
• rozlišení 1 ° C

Tento laser teploměr (foto), jiné než je aktuální teplota, ale také ukazuje minimální a maximální hodnoty.