Лазерен термометър: принципът на действие. Лазерно дистанционно термометър (снимка)

измерване на температурата може да бъде контакт и дистанционно. Най-често срещани термодвойки, термометри и резистор сензори, които изискват контакт с обекта, т.е.. К. Измерване на собствената си температура. Те го правят бавно, но са скъпи.

Proximity сензори измерват инфрачервеното излъчване от обекта, осигуряват бързи резултати, и обикновено се използват за определяне на температурата на движещи се и стационарни органи във вакуум и недостъпни поради агресивността на околната среда, характеристиките на форма или заплаха за сигурността. Цената на тези устройства е сравнително висок, въпреки че в някои случаи, сравними с свържете устройства.

монохромен термометрия

метод монохромно за определяне на общото излъчване използва предварително определена дължина на вълната. Внедрявания варират от прости ръчни сонди с дистанционно измерване на сложни преносими устройства, които позволяват едновременно да наблюдава обекта и неговите отчитане на температурата, за да бъдат вписани в паметта или да ги отпечатате. Стационарни сензори са представени като прости детектори с малка уговорка отдалечени електроника и висока якост с отдалечени устройства PID контрол. Оптичен, лазерни за цел, охлаждаща вода, наличието на дисплея и скенер - опция за мониторинг опции процес и системи за контрол.

Конфигурация спектрален филтриране, диапазон на работната температура, оптика, време за реакция и яркостта на обекта са важни елементи, които влияят върху ефективността и трябва внимателно да се разглеждат в процеса на селекция.

Сензорът може да бъде проста двупроводна и комплекс износоустойчиви устройство с висока чувствителност.

Избор на спектрална чувствителност и температурен диапазон, свързани с конкретни задачи измерване. Къси дължини на вълните се използват за висока температура и дълго - за нисък. Ако предметите са прозрачни, например, пластмаса и стъкло, е необходимо uzkovolnovaya филтриране. лента абсорбция на СН полиетиленов филм е 3.43 цт. Изолиране на спектъра в този диапазон опростява изчисляване на излъчването. По същия начин, стъклени подобни материали стават непрозрачни при дължина на вълната от 4.6 микрона, което позволява да се определи точно температурата на повърхността на стъклото. 1-4 микрона излъчващи зона позволява да се направи измерване чрез вакуум на отвори за проверка и камерите под налягане. Алтернативен - използването на оптичен кабел.

Оптика и RTT са незначителни в повечето случаи, тъй като областта оглед на размера на 3 см на разстояние от 50 см и време за реакция по-малко от 1 и е достатъчно. За малки или бързо движещ се обект периодично става необходими в малък (3 mm диаметър) или повече малки измервания (0.75 mm) на място. Далеч цел (3-300 м) изискват оптична корекция, като стандартна полезрението става твърде голям. В някои случаи този метод се използва от две вълна радиометрия. Оптични влакна позволява да се дистанцира от електрониката агресивни среди, за да се отстрани влиянието на шума и за решаване на проблема с достъпа.

Лазерен термометър основно се контролира в диапазона 0.2-5.0 с време за реакция. Бърза реакция може да увеличи и шума в сигнала и бавното въздействие върху чувствителността. Когато индукционно нагряване изисква незабавна реакция и за конвейера - по-бавно отговор.

Монохромно IR термометър е прост и се използва в случаите, когато продукти с високо качество, за да се създаде контрол на температурата е много важно.

термометрия двойна дължина на вълната

За по-сложни задачи, където точността абсолютната измерване е критично, и когато продуктът се подлага на физически или химически стрес, и се прилага два вълна радиометрия. Концепцията се появи в началото на 1950-те години, а последните промени в дизайна на хардуера и да увеличи производителността и намаляване на разходите.

Методът се състои в измерване на спектралната плътност на мощността в две различни дължини на вълните. Температурата на обекта може да се чете директно от инструмента, ако излъчването на същото за всяка дължина на вълната. Показания ще бъде вярно дори ако областта изглед на частично блокиран относително студени материали, като например прах, телени екрани на сивото и полупрозрачен прозорец. метод Теорията е проста. Ако и двете блясък дължина на вълната е същото (за сиво тяло), коефициент на емисия се намалява и връзката става пропорционална температура.

Dual лазерен термометър се използва в промишлеността и изследователската дейност, както обикновено, уникален сензор, който може да намали основната грешка.

Освен това, много дължини на вълните термометър определен за материали, които не са сиви органи, коефициента на абсорбция, която варира с дължина на вълната. В тези случаи се изисква подробен анализ на материалните характеристики на повърхността на връзката на коефициента на дължина на вълната, температурата и химичния състав на повърхността. С тези данни е възможно да се създаде алгоритъм изчисление в зависимост от спектралната радиация при различни дължини на вълните на температурата.

правила за оценка

За да се оцени точността на измерване на потребителя, трябва да знаете следното:

• Инфрачервени сензори по своята същност не разграничават цветове.
• Ако повърхността е лъскава, а след това устройството ще се установи не само, излъчвана, но и отразената енергия.
• Ако обектът е прозрачен, е необходимо IR филтриране (например, стъкло непрозрачен при 5 микрона).
• В девет от десет случая се изисква абсолютно точно измерване. Повторно отчитане и липса на пристрастност ще осигурят необходимата точност. При промяна на сияние и обработката е трудно, трябва да остане в дву- или радиометър множество дължини на вълните.

структурните елементи

лазерно безконтактно термометър работи на принципа на инфрачервена енергия на входа и изхода сигнал. Базово устройство верига се състои от събиране на оптика, лещи, спектрални филтри и детекторът като външен интерфейс. Динамична обработка се извършва по различен начин, но тя може да се намали до засилване, термично стабилизиране сигнал на линеаризация и трансформация. Конвенционални стъклен прозорец се използва за излъчване на къси вълни, кварц за средни и германий или цинков сулфид за 8-14 микрона диапазон, влакно - при дължини на вълните на 0.5-5.0 микрона.

зрение

Лазерно дистанционно термометър се характеризира с зрително поле на (FOV) - контрол на температурата размер място на дадено разстояние. Промяна на диаметъра на зрителното поле е пряко пропорционална на промяна в разстоянието между термометър и измервания обект. Неговата стойност зависи от производителя и въздействието върху единичната цена. Има модел с PP от 1 mm за точкови измервания и далечни разстояния оптика (7 см на разстояние 9 m). Работно разстояние не влияе на точността на отчитането, ако обектът изпълва измерване на място. Максималната допустима загуба на сигнал не трябва да надвишава 1%.

с цел

Конвенционалните инфрачервени термометри произвеждат измервания без допълнителни устройства. Това е приемливо за използване с големи обекти, като например хартия уеб, когато не се изисква точка точност. За малки или отдалечени обекти с помощта на лазерен лъч. Създаден няколко варианта на лазерния наблюдението.

1. Лъчът компенсира от оптичната ос. Най-простият модел, който се използва в устройства с ниска резолюция на големи обекти, т.е.. К. близост до отклонението е твърде голям.
2. Коаксиален лъч. Не се отклоняват от оптичната ос. измерване на място, център точно определен на всякакво разстояние.
3. Dual лазер. диаметър Spot етикетирани две точки, което елиминира нуждата да се отгатне или изчисляване на диаметъра и не водят до грешки.
4. Circular разклонение на указател. Тя показва, зрителното поле на неговия размер и външната граница на.
5. 3-точков коаксиален показалеца. Гредата е разделен на три светли точки на една и съща линия. Средна точка обозначава място центъра, и на външния диаметър на своята марка.

С цел да се осигури ефективна помощ под ръководството на термометъра точно в измервания обект.

филтри

На термометрите се използват къси вълни филтри за измерване на високи температури (> 500 ° С) и дълги филтри дължина на вълната за ниски температури (-40 ° С). Силиконовата детектори, например, устойчиви на топлина, и малка дължина на вълната намалява грешката на измерването. Други селективни филтри се използват за пластмасови филма (3.43 микрона и 7.9 микрона), стъкло (5.1 микрона) и пламъкът (3.8 микрона).

сензори

Повечето сензори или фотоелектричния генериране на напрежение, когато е подложен на инфрачервено лъчение, или фотопроводящи, т. Е. променя резистентност под действието на източника на енергия. Те са бързи, силно чувствителен, имат приемлива температура дрейф, които могат да бъдат преодолени, например, температура компенсация термистор верига, автоматична нула верига, и амплитуда ограничаване изотермични защита.

IR верига термометър около 100-1000 тУ детектор изходен сигнал е хиляди пъти повишаване на се регулира, е линеаризиран, и, като резултат, представлява линеен ток или напрежение на сигнала. Неговата оптимална стойност на 4-20 тА, свеждане до минимум на външна намеса. Този сигнал може да бъде подаден към RS-232 порт или към контролера PID, отдалечения дисплей или записващо устройство. Други изпълнения използват сигнал:

• / изключване на сигнал;
• връх задържане стойност;
• регулируемо време за реакция;
• проба и задържане верига.

скорост

Инфрачервен лазер термометър има средно време за реакция на 300 мсек, въпреки че използването на силиций детектори може да достигне стойност от 10 милисекунди. В много инструменти отговор промени време да забавят входящ шум и регулиране на чувствителността. Не винаги е необходимо минимално време за реакция. Например, в индукция време нагряване трябва да бъде в диапазона от 10-50 MS.

Характеристики на лазерни термометри

Etekcity Lasergrip 630 - инфрачервен лазер 2 термометър цена от $ 35.99. Характеристики:

• температура -50 ... 580 ° С;
• точност +/- 2%;
• разстояние съотношение размер място от 16: 1;
• излъчвателна на 0.1 - 1.0;
• Време за реакция <500 милисекунди;
• резолюция от 1 ° С

Лазерен термометър (на снимката) също информира за най-голямата, най-малката и средната температура. място за измерване е изместен с 2 см под стреми точка. Лазерно насочване по-точно в точката на пресичане на лъчите (36 см).

Amprobe IR-710 - инфрачервен лазер термометър, цената е $ 49.95. Характеристики:

• температура -50 ... 538 ° С;
• Минимален размер на място от 20 mm;
• точност +/- 2%;
• разстояние съотношение размер място от 12: 1;
• емисия на 0.95;
• времето за реакция на 500 MS;
• резолюция от 1 ° С

Този лазерен термометър (снимка), различна от текущата температура, тя също така показва, минималните и максималните стойности.