Laser Termometer: načelo delovanja. Laser daljinski termometer (foto)

Merjenje temperature lahko stik in na daljavo. Najpogostejši termoelementi, termometri in upor senzorji, ki zahtevajo stik s predmetom, tj. K. merilnih svojo temperaturo. Oni ga počasi, vendar so poceni.

Bližina senzorji merijo infrardeče sevanje iz objekta, zagotavlja hitre rezultate, in se običajno uporabljajo za določanje temperature gibljejo in mirovanju teles v vakuumu in nedostopen zaradi agresivnosti okolja, značilnosti oblike ali ogrožanja varnosti. Cena teh naprav je relativno visoka, čeprav je v nekaterih primerih primerljivih v stik naprav.

enobarvni Termometrija

Postopek enobarvna za določanje skupne sijaj uporablja vnaprej določene valovne dolžine. Izvedbe segajo od preprostih ročnih sond z daljinskim merjenju sofisticiranih prenosnih naprav, ki omogočajo, da hkrati opazovati predmet in njegove temperature branja, ki se vpišejo v spomin ali jih natisnete. Stacionarni senzorji so zastopali preprostih detektorji z majhnim dogovoru daljinsko elektroniko, in visoke trdnosti z oddaljenih naprav PID kontrolo. Optična vlakna, laser z namenom, hladilne vode, prisotnost na zaslonu in skener - možnost spremljanja možnosti proces in krmilni sistemi.

Konfiguracija, spektralna filtriranje, delovne temperature, optika, odzivni čas in svetlost objekta so pomembni elementi, ki vplivajo na delovanje in jih je treba skrbno upoštevati pri izbirnem postopku.

Senzor lahko preprosto dvožilno in kompleksna obrabo odporna Naprava visoke občutljivosti.

Izbira spektralnega odziva in temperaturnem območju, povezanega s posebnimi merilnimi nalogami. Kratke valovne dolžine se uporabljajo za visoke temperature in dolgo - za nizek. Če so predmeti pregledni, na primer, plastiko in steklo, je potrebno filtriranje uzkovolnovaya. Absorpcijski pas CH polietilenske folije 3.43 um. Izolacija spektra v tem območju poenostavlja izračun za oddajanje. Podobno stekla podobni materiali postane neprozorna pri valovni dolžini 4,6 mikrona, kar omogoča natančno določanje temperature površine stekla. 1-4 mikronov oddajajo območje omogoča, da se meritev preko kontrolne odprtine vakuumu in tlačne komore. Alternativa - uporaba kabla iz optičnih vlaken.

Optika in RTT neznatni v večini primerov, od vidnega polja velikosti 3 cm na razdalji 50 cm in odzivni čas manj kot 1 pobrati zadošča. Za majhne ali hitro premikajočega se objekta kratkotrajno postane potrebno v majhnem (3mm premera) ali več manjših (0,75 mm) na kraju meritve. Daleč cilj (3-300 m) zahtevajo optično nastavitev, kot standardno vidno polje postane prevelika. V nekaterih primerih se ta metoda uporablja dva vala radiometrija a. Optičnih vlaken omogoča elektronike oddaljiti od agresivnih okoljih, da se odpravi učinek hrupa in rešiti problem dostopa.

Laserski termometer je v bistvu pod nadzorom v območju 0.2-5.0 z odzivnim časom. Hitra odzivnost lahko poveča hrup signala in počasno vpliva na občutljivost. Ko indukcijsko segrevanje zahteva takojšen odziv, in za transporterja - počasnejšega odziva.

Enobarvni IR termometer je preprost in se uporablja v primerih, ko visoko kakovostne izdelke za ustvarjanje nadzor temperature, je zelo pomembno.

dvojno valovno dolžino Termometrija

Za več zahtevnih nalog, kjer je absolutna natančnost meritev kritična, in kjer je izdelek izpostavljen fizikalnim ali kemijskim stres, in se uporablja dva vala radiometrija. Koncept se pojavile v začetku leta 1950, in nedavne spremembe v zasnovi strojne opreme in povečanje produktivnosti in zmanjšanje stroškov.

Metoda temelji na merjenju moč spektralne gostote na dveh različnih valovnih dolžin. Temperatura objekta, ki ga lahko bere neposredno iz instrumenta, če emisivnosti enako za vsako valovno dolžino. Indikacije bo velja tudi, če vidno polje delno blokirana razmeroma hladno materialov, kot so prah, žice zasloni sive in prosojno okno. Metoda Teorija je preprosta. Če oba sijaj valovna dolžina je enaka (za sivo telo), je koeficient emisije zmanjša in razmerje postane sorazmerna s temperaturo.

Dvojno valovno dolžino laserske termometer se uporablja v industriji in raziskavah kot preprost, edinstven senzor, ki lahko zmanjša merilno napako.

Poleg tega več valovnih dolžinah termometer določene za materiale, ki niso sivi organi, absorpcijski koeficient, ki se spreminja z valovno dolžino. V teh primerih smo zahtevajo natančno analizo materiala površinske značilnosti na razmerja koeficienta valovne dolžine, temperature in kemijske sestave površine. S temi podatki je mogoče ustvariti izračuna algoritem glede na spektralno sevanje pri različnih valovnih dolžinah na temperaturo.

pravila vrednotenja

Za oceno natančnosti meritev mora uporabnik vedeti naslednje:

• IR senzorji inherentno ne razlikuje barv.
• Če je površina sijoča, potem bo naprava vzpostaviti ne samo oddaja, ampak tudi odraža energijo.
• Če je predmet prozoren, je treba filtriranje IR (npr stekla neprozorna pri 5 um).
• V devetih od desetih primerov je potrebno nujno natančno merjenje. Ponavljajoče branja in odsotnost pristranskosti bo zagotovila potrebno natančnost. Ko je žarenje spremembe in predelave težko, bi morala ostati na dvo- ali več valovnih dolžin radiometra.

strukturni elementi

laser brezkontaktni termometer deluje na principu infrardeče energije na vhodu in izhodu signala. Naprava Osnovni krog je sestavljen iz zbiranja optike, leče, spektralnih filtrov in detektorjem kot zunanji vmesnik. Dinamično se obdelava izvaja drugače, vendar pa se lahko zmanjša za povečanje, termična stabilizacija signal linearizacije in preoblikovanja. Konvencionalna okensko steklo se uporablja za sevanje v kratkovalovno, kvarc za srednje in germanija ali cinkovega sulfida za 8-14 mikronov razdalje, vlakna - pri valovni dolžini 0,5-5,0 mikronov.

pogled

Laserski daljinski termometer je značilna za vidno polje (FOV) - nadzor temperature velikosti lokaciji na določeni razdalji. Spreminjanje premer vidnega polja je neposredno sorazmerna s spremembo razdalje med termometrom in predmet merjenja. Njegova vrednost je odvisna od proizvajalca in vpliva na ceno na enoto. Tukaj je vzorec s PP kot 1 mm točkovnih meritev in optiko dolgega dosega (7 cm na razdalji 9 m). Delovna razdalja ne vpliva na točnost branja, če je predmet napolni merilno mesto. Največja izguba signala ne sme presegati 1%.

cilj

Konvencionalni IR termometri proizvodnjo meritve brez dodatnih naprav. To je sprejemljivo za uporabo z velikimi objekti, kot so papir spletu, ko se ne zahteva točka natančnost. Za majhne ali oddaljenih predmetov z uporabo laserskega žarka. Ustvaril je več različic laserskega vpogleda.

1. Odmik od optične osi žarka. Najenostavnejši model, ki se uporablja v napravah z nizko ločljivostjo do velikih objektov, tj. K. Bližina odklona je prevelika.
2. Koaksialni žarek. Ne odstopajo od optične osi. merjenje mesto center natančno določeno na vsaki razdalji.
3. Dvojni laser. Premer Spot označeni dve točki, ki odpravlja potrebo po uganiti ali izračun premera in ne vodijo do napak.
4. Krožni kazalec izravna. To kaže polje Glede na velikost in zunanji meji.
5. 3-točkovni koaksialni kazalec. Žarek je razdeljen na tri svetle točke na isti liniji. Razpolovišče pomeni točkovno center in zunanji premer svoje znamke.

Katere namen je zagotoviti učinkovito pomoč pod vodstvom termometra ravno na merilni objekt.

filtri

V termometri uporabimo kratke filtri valov za merjenje visoke temperature (> 500 ° C) in dolgimi filtri valovnih dolžin za nizke temperature (-40 ° C). silicijevih detektorjev, npr odporen na vročino, in majhno valovno dolžino zmanjšuje napake pri merjenju. Druge selektivni filtri se uporabljajo za plastične folije (3,43 mikronov in 7,9 mikronov), steklo (5,1 mikronov) in plamenom (3,8 mikronov).

senzorji

Večina senzorji ali fotoelektrični generiranje napetosti, ki ob IR sevanje, ali fotokondukcijske, t. E. Spremembe odpornost pod vplivom vira energije. So hitri, zelo občutljivi, imajo sprejemljivo temperaturo odklon, ki je lahko premagali, na primer, kompenzacija temperature termistor vezje, avtomatski nič vezje in amplituda omejevanje izotermičen zaščito.

veriga IR termometer okoli 100-1000 mV detektor izhodni signal je tisoč krat izboljšava je urejeno, je lineariziran in posledično, predstavlja linearno toka ali napetosti signala. Optimalna vrednost 4-20 mA, za zmanjšanje zunanjih motenj. Ta signal se lahko napaja z vrati RS-232 ali s krmilnikom PID, oddaljeni zaslon ali snemalno napravo. Druge izvedbe uporabo signala:

• vklop / izklop signala;
• maksimalna oddana vrednost;
• nastavljiv odzivni čas;
• vzorec in držite vezje.

hitrost

Infrardeči laserski termometer ima povprečni odzivni čas 300 ms, čeprav lahko uporaba silicijevih detektorjev doseže vrednost 10 ms. V mnogih instrumentov odzivni čas spremembe zavirala dohodni hrup in prilagoditev občutljivosti. Ni vedno potrebujejo minimalni odzivni čas. Na primer, v indukcijski čas ogrevanja naj bo v območju 10-50 ms.

Značilnosti laserskih termometrov

Etekcity Lasergrip 630 - infrardeči 2 laserski termometer cena $ 35.99. značilnosti:

• Temperaturno območje -50 ... 580 ° C;
• Natančnost +/- 2%;
• oddaljenost razmerje točko, 16: 1;
• emisivnost 0,1 - 1,0;
• Odzivni čas <500 ms;
• ločljivost 1 ° C.

Laserski termometer (slika) obvešča tudi o največji, najmanjši in povprečno temperaturo. Merilno mesto se premakne za 2 cm pod katerega cilj točke. Laserski natančneje ciljanje na stičišču žarkov (36 cm).

AMPROBE IR-710 - infrardeči laser termometer, cena je 49,95 $. značilnosti:

• Temperaturno območje -50 ... 538 ° C;
• Minimalna velikost mesto 20 mm;
• Natančnost +/- 2%;
• oddaljenost razmerje velikosti promptnem 12: 1;
• emisivnost 0,95;
• odzivni čas 500 ms;
• ločljivost 1 ° C.

Ta laserski termometer (foto) razen trenutne temperature, pa tudi kaže najnižje in najvišje vrednosti.