Termòmetre làser: el principi d'acció. termòmetre remot làser (foto)

Mesura de la temperatura pot ser de contacte i remot. Més comú termoparells, termòmetres i sensors de resistència que requereixen contacte amb l'objecte, és a dir. K. El mesurament de la seva pròpia temperatura. Ells ho fan lentament, però són de baix cost.

Els sensors de proximitat mesuren la radiació infraroja des de l'objecte, proporcionen resultats ràpids, i s'usen comunament per determinar la temperatura de moviment i cossos estacionaris en buit i inaccessible a causa de l'agressivitat del medi ambient, les característiques de forma o amenaça a la seguretat. El preu d'aquests dispositius és relativament alta, encara que en alguns casos comparables a posar-se en contacte amb els dispositius.

termometria monocrom

mètode monocrom per determinar la lluminositat total d'utilitza una longitud d'ona per defecte. Implementacions van des sondes simples de mà amb el mesurament a distància per a dispositius portàtils sofisticats que permeten observar simultàniament un objecte i les seves lectures de temperatura a ser introduïts en la memòria o imprimir-los. sensors estacionaris es representen com detectors simples d'acord petit electrònica remota, i d'alta resistència amb dispositius remots PID-control. Fibra òptica, làser de punteria, refrigeració per aigua, la presència de la pantalla i l'escàner - supervisió de procés opcions opcional i sistemes de control.

Configuració, filtrat espectral, rang de temperatura de funcionament, l'òptica, temps de resposta i la brillantor de l'objecte són elements importants que afecten el rendiment i han de ser considerats amb cura en el procés de selecció.

El sensor pot ser un simple de dos fils, i el dispositiu d'alta sensibilitat resistent al desgast complex.

Selecció de resposta espectral i el rang de temperatura associat amb les tasques de mesurament específics. longituds d'ona curtes s'utilitzen per a alta temperatura i llarga - per baixa. Si els objectes són transparents, per exemple, plàstic i vidre, és filtrat uzkovolnovaya necessari. La banda d'absorció de la pel·lícula de polietilè CH és de 3.43 m. Aïllament de l'espectre en aquest rang simplifica el càlcul de l'emissivitat. De la mateixa manera, materials similars al vidre es tornen opaques a una longitud d'ona de 4,6 micres, el que permet determinar amb precisió la temperatura de la superfície del vidre. 1-4 micres àrea d'emissió permet fer el mesurament a través del buit obertures d'inspecció i càmeres de pressió. Alternativa - l'ús de cable de fibra òptica.

Òptica i RTT són insignificants en la majoria dels casos, ja que el camp de vista de la mida de 3 cm a una distància de 50 cm i un temps de resposta de menys d'1 s és suficient. Per intermitent objecte en moviment petit o ràpid es fa necessari en un petit (3 mm de diàmetre) o més mesuraments (0,75 mm) de punt més petit. Lluny de punteria (3-300 m) requerir un ajustament òptic, com un camp estàndard de vista es torna massa gran. En alguns casos, aquest mètode s'utilitza un radiometria de dues ones. La fibra òptica permet distanciar-se de l'electrònica d'ambients agressius, per eliminar l'efecte del soroll i per resoldre el problema de l'accés.

termòmetre làser bàsicament es controla en l'interval de 0,2-5,0 amb temps de resposta. resposta ràpida pot augmentar el soroll del senyal i l'efecte lent en la sensibilitat. Quan escalfament per inducció requereix una resposta immediata, i per al transportador - més lenta serà la resposta.

termòmetre Monochrome IR és simple i s'utilitza en els casos en què els productes d'alta qualitat per crear un control de temperatura és molt important.

termometria de doble longitud d'ona

Per a les tasques més complexes, on la precisió del mesurament absoluta és crítica, i on el producte és sotmès a estrès físic o químic, i s'aplica radiometria de dues ones. El concepte va sorgir a principis del 1950, i els canvis recents en el disseny de maquinari i augmentar la seva productivitat i reduir els costos.

El mètode consisteix en el mesurament de la densitat espectral de potència en dues longituds d'ona diferents. La temperatura de l'objecte es pot llegir directament des de l'instrument, si l'emissivitat de la mateixa per a cada longitud d'ona. Indicacions seran cert fins i tot si el camp de visió parcialment bloquejat materials relativament freds, com ara pols, pantalles de filferro de finestra gris i translúcid. mètode La teoria és simple. Si tant la longitud d'ona resplendor és el mateix (per a un cos gris), el coeficient d'emissió es redueix i la relació es torna proporcional a la temperatura.

De longitud d'ona dual termòmetre làser s'utilitza en la indústria i la investigació com un simple sensor, únic que pot reduir l'error de mesurament.

A més, termòmetre múltiples longituds d'ona fixa per a materials que no són cossos grisos, el coeficient d'absorció que varia amb la longitud d'ona. En aquests casos es requereix una anàlisi detallada de les característiques de la superfície del material sobre la relació del coeficient de longitud d'ona, la temperatura i la composició química de la superfície. Amb aquestes dades és possible crear un algoritme de càlcul en funció de la radiació espectral en diferents longituds d'ona de la temperatura.

normes de valoració

Per avaluar l'exactitud del mesurament, l'usuari ha de saber el següent:

• sensors IR inherentment no distingeixen colors.
• Si la superfície és brillant, llavors el dispositiu a establir no només emesa sinó també l'energia reflectida.
• Si l'objecte és transparent, és el filtrat d'IR necessari (per exemple, opaca de vidre a 5 micres).
• En nou de cada deu casos es requereix el mesurament absoluta precisió. lectures repetides i la manca de biaix proporcionaran la precisió necessària. Quan els canvis en la lluminositat i el processament és difícil, ha de romandre en dues o radiòmetre de múltiples longituds d'ona.

Els elements estructurals

làser de no contacte termòmetre funciona sobre el principi de l'energia infraroja en l'entrada i el senyal de sortida. dispositiu de circuit bàsic consisteix en una recollida de l'òptica, lents, filtres espectrals i el detector com una interfície externa. processament dinàmic es porta a terme de forma diferent, però es pot reduir per millorar, el senyal d'estabilització tèrmica de linealització i la transformació. vidre de finestra convencional s'utilitza per a la radiació d'ona curta, de quars per gamma mitjana i germani o sulfur de zinc per al 8-14 interval de micròmetres, la fibra - a longituds d'ona de 0,5-5,0 micres.

vista

termòmetre remot làser es caracteritza per un camp de visió (FOV) - Control de temperatura mida de punt a una distància donada. Canviar el diàmetre del camp de vista és directament proporcional a un canvi en la distància entre el termòmetre i l'objecte de mesurament. El seu valor depèn del fabricant i l'impacte en el preu unitari. patró Allà amb PP d'1 mm per a mesures de punt, i una òptica de llarg abast (7 cm a una distància de 9 m). Distància de treball no afecta a l'exactitud de la lectura, si l'objecte s'omple del punt de mesurament. La pèrdua de senyal màxima no ha d'excedir d'1%.

punteria

termòmetres d'IR convencionals produeixen mesuraments sense dispositius addicionals. Això és acceptable per al seu ús amb objectes grans, com ara banda de paper, on no es requereix precisió de punt. Per als objectes petits o distants utilitzant un raig làser. Creats en diferents variants de l'indicador làser.

1. El feix desplaçat de l'eix òptic. El model més simple que s'utilitza en dispositius amb baixa resolució per a objectes grans, és a dir. K. L'entorn de la desviació és massa gran.
2. fes coaxial. No es desviï de l'eix òptic. mesurar centre punt especifica precisament a qualsevol distància.
3. làser dual. Diàmetre del punt marcat amb dos punts, el que elimina la necessitat d'endevinar o calcular el diàmetre i no condueix a errors.
4. punter circular descentrada. Es mostra el camp de visió de la seva mida i de la frontera exterior.
5. 3-punt punter coaxial. El feix es divideix en tres punts brillants en la mateixa línia. Punt mitjà denota el centre per menjar, i el diàmetre exterior de la seva marca.

Amb l'objectiu de proporcionar una assistència eficaç sota la direcció del termòmetre precisament en l'objecte de mesurament.

filtres

Els termòmetres es fan servir filtres d'ona curta per a mesuraments d'alta temperatura (> 500 ° C) i filtres de longitud d'ona llarga per a baixes temperatures (-40 ° C). detectors de silici, per exemple, resistent a la calor, i una longitud d'ona petita redueix l'error de mesurament. Altres filtres selectius s'utilitzen per a les pel·lícules de plàstic (3,43 microns i 7,9 microns), vidre (5,1 micres) i la flama (3,8 micres).

sensors

La majoria dels sensors o de tensió de generació de fotoelèctric quan se sotmet a la radiació IR, o fotoconductor, t. I. canvia la seva resistència sota l'acció de la font d'energia. Són ràpid, altament sensible, tenir una deriva de temperatura acceptable, que pot ser superada, per exemple, circuit de compensació de temperatura de l'termistor, un circuit automàtic de zero, i l'amplitud limitar la protecció isotèrmica.

El termòmetre IR cadena sobre 100-1000 senyal mV de sortida del detector és una millora de mil vegades està regulada, és linealitzat, i, com a resultat, representa un senyal de corrent o de tensió lineal. El seu valor òptim de 4-20 mA, per minimitzar la interferència externa. Aquest senyal pot ser alimentada al port RS-232 o al controlador PID, pantalla remota o dispositiu de gravació. Altres realitzacions usen el senyal:

• on / off del senyal;
• valor de retenció de bec;
• temps de resposta ajustable;
• un circuit de mostreig i retenció.

velocitat

Infraroig termòmetre làser té un temps de resposta mitjana de 300 ms, encara que l'ús de detectors de silici pot arribar a un valor de 10 ms. En molts instruments de resposta canvi d'horari per esmorteir el soroll entrant i ajustar la sensibilitat. No sempre es necessita un temps de resposta mínim. Per exemple, en el temps d'escalfament per inducció ha d'estar en l'interval de 10-50 ms.

Característiques dels termòmetres làser

Etekcity Lasergrip 630-2 infrarojos làser termòmetre preu de $ 35.99. característiques:

• Rang de temperatura de -50 ... 580 ° C;
• precisió +/- 2%;
• distància a la proporció de mida de punt de 16: 1;
• emissivitat de 0,1 - 1,0;
• Temps de resposta <500 ms;
• Resolució d'1 ° C.

termòmetre làser (imatge) també informa sobre la major temperatura, més petita i mitjana. El punt de mesura es desplaça per 2 cm per sota del punt de mira. Laser orientació més precisament en la intersecció dels raigs (36 cm).

AMPROBE IR-710 - termòmetre d'infrarojos amb làser, el preu és de $ 49.95. característiques:

• Rang de temperatura de -50 ... 538 ° C;
• mida de punt mínim de 20 mm;
• precisió +/- 2%;
• distància a la proporció de mida de punt de 12: 1;
• emissivitat de 0,95;
• el temps de resposta de 500 ms;
• Resolució d'1 ° C.

Aquest termòmetre làser (foto) diferent de la temperatura actual, sinó que també indica els valors mínim i màxim.