Лазерний термометр: принцип дії. Лазерний дістанційній термометр (фото)

вимірювання температури может буті Контактна и дістанційнім. Найбільш пошірені термопари, резісторні датчики и термометри, Які потребують зіткненні з об`єктом, т. К. Вімірюють свою Власний температуру. Роблять смороду це Повільно, но коштують недорого.

Безконтактні датчики вімірюють ІЧ-випромінювання об`єкта, дають Швидкий результат, и зазвічай Використовують для визначення температури Рухом и нестаціонарніх тіл, что знаходяться у вакуумі и недоступна через агресівності середовища, особливо форми або Загрози безпеки. Ціна таких прістроїв відносно висока, хоча в Деяк випадка можна порівняті з контактними приладами.

монохромна термометрія

Монохромний способ визначення сумарної енергетічної яскравості вікорістовує завдань довжина Хвилі. Реализации варіюються від ручних зондів з пробачимо дістанційнім віміром до складних переносних прістроїв, что дозволяють одночасно спостерігаті об`єкт и его температуру з занесенням показань в пам`ять приладнати або їх роздруківкою. Стаціонарні датчики представлені як прості невелика детекторами з віддаленім Розташування електроніки, так и вісокоміцнімі прилаштувати з дістанційнім PID-керування. Волоконної оптики, лазерної пріцілювання, водяне охолодження, наявність дисплея и сканера - опціональні варіанти моніторингу технологічних процесів и систем управління.

Конфігурація, спектральна фільтрація, ДІАПАЗОН робочих температур, оптика, годину відгуку и яскравість об`єкта є важлівімі елементами, что вплівають на продуктивність и повінні буті ретельно розглянуті в процесі відбору.

Датчик может буті як пробачимо двопровіднім, так и складаний зносостійкім вісокочутлівім прістроєм.

Вибір спектрального відгуку и діапазону робочих температур пов`язаний з конкретними завдання віміру. Короткі довжина хвиля прізначені для високих температур и Довгі - для низьких. Если об`єкти прозорі, например, пластмаси и скла, то необхідна узковолновая фільтрація. Смуга поглінання CH поліетиленової плівки дорівнює 3,43 мкм. Віділення спектра в цьом діапазоні спрощує обчислення коефіцієнта випромінювання. Точно так же склоподібніх матеріали стають непрозорімі при довжіні Хвилі 4,6 мкм, что дозволяє точно визначити температуру поверхні скла. Область випромінювання 1-4 мкм дает можлівість віробляті завмер через Оглядові відчини вакуумних и барокамер. Альтернативний варіант - использование волоконно-оптичного кабелю.

Оптика і Час відгуку в більшості віпадків несуттєві, так як поле зору розміром 3 см на відстані 50 см і Час відгуку менше 1 з є достатнім. Для невеликого або Швидко переміщається перерівчастого об`єкта вінікає необходимость в невеликі (3 мм в діаметрі) або ще менше (0,75 мм) плямі вимірювань. Дальнє пріцілювання (3-300 м) требует оптичні регулювання, так як стандартне поле зору приладнати становится занадто великим. У Деяк випадка для цього вікорістовується метод двохвільовій радіометрії. Оптоволокно дозволяє дістанціюваті електроніку від агресивних середовища, усунуті Вплив перешкоду и вірішіті проблему доступу.

Лазерний термометр в основному має регульованості в діапазоні 0,2-5,0 з часом ВІДПОВІДІ. Швидке реагування может підвіщіті рівень шуму сигналу, а повільній впліває на чутлівість. при індукційного нагрівання необхідна миттєва Реакція, а для конвеєра - більш повільній відгук.

Монохромна ІК-термометрія проста и вікорістовується у випадка, коли для создания вісокоякісної продукції контроль температури Вкрай важлівій.

двохвільова термометрія

Для більш складних задач, де абсолютна точність вимірювань має вірішальне значення, и де продукт піддається фізічному або хімічному впліву, застосовується дво- и многоволновой радіотермометрії. Концепція з`явилася на качана 1950 років, а останні Зміни в конструкції и апаратно забезпечення підвіщілі ее продуктивність и знизу собівартість.

Метод Полягає у вімірюванні спектральної щільності ЕНЕРГІЇ на двох різніх довжина хвиля. Температура об`єкта может буті зчітана безпосередно з приладнати, если віпромінювальна здатність однаково для кожної довжина Хвилі. Показання будут вірнімі, даже если поле зору частково перекритий относительно холодними матеріалами, такими як пив, дротові екранах, и сірі напівпрозорі вікна. Теорія методу проста. Если енергетична яскравість обох довжина хвиля однаково (для сірого тела), то коефіцієнт випромінювання скорочується и Ставлення становится пропорційнім температурі.

Двохвільовій лазерний термометр застосовується в промісловості и наукових дослідженнях як простий, Унікальний датчик, здатно скоротіті помилки вимірювання.

Кроме того, створені багатохвільові термометри для матеріалів, Які НЕ є сірімі тіламі, коефіцієнт поглінання якіх змінюється з довжина Хвилі. У ціх випадка необхідній детальний аналіз поверхнево характеристик матеріалу относительно взаємозв`язку цього коефіцієнта, довжина Хвилі, температура и хімічного складу поверхні. При наявності ціх Даних можна создать алгоритми розрахунку залежності спектрального випромінювання на різніх довжина хвиля від температури.

Правила ОЦІНКИ

Для ОЦІНКИ точності вимірювань користувач повинен знати Наступний:

ІК-датчики по своїй природі кольори НЕ розрізняють.
Если Поверхня блискучії, то прилад ВСТАНОВИВ НЕ только что віпускається, но и відображену Енергію.
Если об`єкт прозорий, необхідна ІК-фільтрація (например, скло непрозоро при 5 мкм).
У дев`яти з десяти віпадків абсолютно точне вимірювання НЕ нужно. Повторне допітування та ВІДСУТНІСТЬ зміщення забезпечать необхідну точність. Коли енергетична яскравість змінюється і обробка Даних утруднено, слід Зупинити на двох-і многоволновой радіометрії.

елементи конструкції

Термометр лазерний безконтактна працює за принципом: ІК-енергія на вході в і сигнал на віході. Базова ланцюг пристрою складається з збірає оптики, лінз, спектральних фільтрів, и детектора в якості зовнішнього інтерфейсу. Дінамічна обробка здійснюється по-різному, но ее можна звесті до Посилення, термічної стабілізації, лінеарізації и перетворенню сигналу. Звичайне віконне скло вікорістовується при короткохвільовому віпромінюванні, кварц для Середніх частот, и германій або сульфід цинку для діапазону 8-14 мкм, оптоволокно - при довжина хвиля 0,5-5,0 мкм.

поле зору

Лазерний дістанційній термометр характерізується полем зору (ПЗ) - розміром плям контролю температури на заданому відстані. Зміна діаметру поля зору прямо пропорційно зміні дістанції между термометром и об`єктом вимірювання. Его значення Залежить від виробника и впліває на Ціну приладнати. Існують моделі з ПЗ менше 1 мм для точкових вимірювань и з оптикою дальньої Дії (7 см на відстані 9 м). Робоча відстань НЕ впліває на точність показань, если об`єкт Заповнює всі пляма вимірювання. При цьом максимальна Втрата сигналу не винних перевіщуваті 1%.

пріцілювання

Звічайні ІК-термометри роблять виміри без Додатковий прістосувань. Це допустимо для роботи з об`єктами великого розміру, например, паперовий полотном, де точкова точність НЕ потрібна. Для невеликих або віддаленіх об`єктів вікорістовується промінь лазера. Створено кілька варіантів лазерного пріцілювання.

Луч зі зміщенням від оптічної осі. Найпростіша модель застосовується в прибудований з низьких дозволено для великих об`єктів, т. К. Карпенко відхилення занадто велике.
Коаксіальній промінь. Чи не відхіляється від оптічної осі. Центр вимірювального пляма точно вказується на будь-Якій відстані.
Подвійний лазер. Діаметр плям маркується двома точками, что позбавляє від необхідності вгадуваті або розраховуваті діаметр и не веде до помилок.
Круговий покажчик зі зміщенням. Показує поле зору, его розмір и Зовнішній кордон.
3-точкові коаксіальній покажчик. Промінь розділяється на три Яскраві точки, розташовані на одній Лінії. Середня точка позначає центр плям, а Зовнішні відзначають его діаметр.

Пріцілювання надає ефективного допомогу при направленні термометра точно на об`єкт вимірювання.

фільтри

У термометрах Використовують короткохвільові фільтри для високотемпературна вимірювань (gt; 500 ° C) и довгохвільові фільтри для низьких температур (-40 ° С). Кремнієві детектори, например, стійки до нагрівання, а невелика довжина Хвилі зніжує похібку вимірювання. Інші селектівні фільтри Використовують для пластікової плівки (3,43 мкм и 7,9 мкм), скла (5,1 мкм) i полум`я (3,8 мкм).

датчики

Більшість датчіків або фотоелектрічні, что генерують напругу при впліві ІК-випромінювання, або фотопровідні, т. Е Змінюють свое опору під дією ЕНЕРГІЇ джерела. Смороду Швидкі, вісокочутліві, ма ють прийнятною Температурний дрейф, Який может буті Подолання, например, термісторного схеми температурної компенсації, автоматичної нуль-схеми, обмеження амплітуді и ізотермічної захист.

У ланцюзі ІК-термометра вихідний сигнал детектора порядку 100-1000 мкВ піддається тісячократно Посилення, регулюється, лінеарізіруется, и, в підсумку, є лінійній сигнал Струму або напруги. Его оптимальні значення 4-20 мА, что мінімізує Зовнішні перешкоду. Цей сигнал может буті подані на порт RS-232 або на ПІД-регулятор, віддаленій дисплей або запісуючій Пристрій. Інші варіанти использование сигналу:

включення / вімікання сигналізації;
Утримання пікового значення;
регульованості годину відгуку;
в схемі Вибірки и зберігання.

швідкодія

Інфрачервоний лазерний термометр в Середньому має годину відгуку около 300 мс, хоча при вікорістанні кремнієвіх детекторів можна досягті значення 10 мс. У багатьох інструментах годину відгуку змінюється для того, щоб демпфіровать входити шум и регулюваті їх чутлівість. Чи не всегда необходимо мінімальній годину відгуку. Например, при індукційному нагріванні годину має буті в діапазоні 10-50 мс.

Характеристики лазерних термометрів

Etekcity Lasergrip 630 - інфрачервоний 2-лазерний термометр, ціна $ 35,99. Характеристики:

ДІАПАЗОН температур -50 ... +580 ° C;
точність +/- 2%;
відношення відстані до розміру пляма 16: 1;
віпромінювальна здатність 0,1 - 1,0;
годину відгуку lt; 500 мс;
Дозвіл 1 ° C.

Лазерний термометр (фото) такоже інформує про найбільшу, найменша и середній температурі. Вимірювальне пляма зміщене на 2 см нижчих точки пріцілювання. Лазерне наведення найбільш точно в місці перетин променів (36 см).

Amprobe IR-710 - інфрачервоний лазерний термометр, ціна $ 49,95. Характеристики: