8 bodů za použití infračerveného teploměru
1. Určete rozsah měření teploty
Určete rozsah měření teploty: Rozsah měření teploty je nejdůležitějším ukazatelem výkonu teploměru. Některé teploměry mají rozsah -50 stupňů – plus 3000 stupňů, ale to nelze provést jedním typem infračerveného teploměru. Každý typ teploměru má svůj specifický teplotní rozsah. Teplotní rozsah uživatele naměřený proto musí být uvažován přesně a komplexně, ani příliš úzký, ani příliš široký. Podle zákona záření černého tělesa změna energie záření způsobená teplotou v krátkovlnném pásmu spektra převýší změnu energie záření způsobenou chybou emisivity. Proto je lepší při měření teploty využívat co nejvíce krátkovlnné. Obecně řečeno, čím užší je rozsah měření teploty, tím vyšší je rozlišení výstupního signálu monitorování teploty a přesnost a spolehlivost je snadno řešitelná. Pokud je rozsah měření teploty příliš široký, přesnost měření teploty se sníží. Pokud je například naměřená cílová teplota 1000 stupňů, nejprve určete, zda je online nebo přenosná a zda je přenosná. Existuje mnoho modelů, které tuto teplotu splňují, například 3iLR3, 3i2M, 3i1M. Pokud je přesnost měření hlavní věcí, je lepší zvolit typ 2M nebo 1M, protože při použití typu 3iLR je rozsah měření teploty velmi široký a výkon měření vysoké teploty bude špatný; Pro nízkoteplotní cíle musíme zvolit 3iLR3.
2. Určete cílovou velikost
Infračervené teploměry lze podle principu rozdělit na jednobarevné teploměry a dvoubarevné teploměry (radiační kolorimetrické teploměry). U monochromatického teploměru by při měření teploty měla plocha měřeného cíle vyplňovat zorné pole teploměru. Doporučuje se, aby velikost měřeného cíle přesahovala 50 procent zorného pole. Pokud je velikost cíle menší než zorné pole, energie záření pozadí vstoupí do vizuálních a akustických symbolů teploměru a bude rušit měření teploty, což způsobí chyby. Naopak, pokud je cíl větší než zorné pole pyrometru, nebude pyrometr ovlivněn pozadím mimo oblast měření. U kolorimetrických teploměrů, pokud není zorné pole vyplněno, na dráze měření je kouř, prach, překážky a energie záření je zeslabena, nebude to mít významný dopad na výsledky měření. Pro malé a pohyblivé nebo vibrující cíle jsou nejlepší volbou kolorimetrické teploměry. To je způsobeno malým průměrem světelných paprsků a jejich flexibilitou pro přenos světelné zářivé energie přes zakřivené, zablokované a složené kanály.
U některých pyrometrů je teplota určena poměrem zářivé energie ve dvou samostatných pásmech vlnových délek. Pokud je tedy měřený cíl malý, nezaplňuje místo a na dráze měření je kouř, prach nebo překážka, která zeslabuje energii záření, neovlivní to výsledky měření. I v případě 95procentního útlumu energie lze stále zaručit požadovanou přesnost měření teploty. Pro cíle, které jsou malé a pohybující se nebo vibrující; někdy se pohybují v zorném poli nebo se mohou částečně pohybovat mimo zorné pole, za těchto podmínek je nejlepší volbou použití dvoubarevného teploměru. Pokud není možné zamířit přímo mezi pyrometr a cíl a měřicí kanál je ohnutý, úzký, zablokovaný atd., je nejlepší volbou dvoubarevný pyrometr s optickými vlákny. To je způsobeno jejich malým průměrem, flexibilitou a schopností přenášet optickou zářivou energii přes zakřivené, blokované a složené kanály, což umožňuje měření cílů, které jsou obtížně dostupné, v drsných podmínkách nebo v blízkosti elektromagnetických polí.
3. Určete faktor vzdálenosti (optické rozlišení)
Koeficient vzdálenosti je určen poměrem D:S, tj. poměrem vzdálenosti D mezi sondou teploměru k cíli a průměrem měřeného cíle. Pokud musí být teploměr instalován daleko od cíle kvůli podmínkám prostředí a musí být měřen malý cíl, měl by být zvolen teploměr s vysokým optickým rozlišením. Čím vyšší je optické rozlišení, tj. zvýšení poměru D:S, tím vyšší je cena pyrometru. Infračervené teploměry Raytek D:S mají rozsah od 2:1 (nízký faktor vzdálenosti) až po více než 300:1 (faktor vysoké vzdálenosti). Pokud je teploměr daleko od cíle a cíl je malý, měl by být zvolen teploměr s vysokým koeficientem vzdálenosti. U pyrometru s pevnou ohniskovou vzdáleností je ohniskem optického systému minimální poloha bodu a bod blízko a daleko od ohniska se zvětší. Existují dva faktory vzdálenosti. Proto, aby bylo možné přesně měřit teplotu ve vzdálenosti blízko a daleko od ohniska, velikost měřeného cíle by měla být větší než velikost bodu v ohnisku. Teploměr se zoomem má minimální polohu zaostření, kterou lze upravit podle vzdálenosti od cíle. Pokud se D:S zvýší, přijatá energie se sníží. Pokud se přijímací apertura nezvětší, bude obtížné zvýšit koeficient vzdálenosti D:S, což zvýší cenu nástroje.
4. Určete rozsah vlnových délek
Emisivita a povrchové vlastnosti materiálu terče určují vlnovou délku spektrální odezvy pyrometru. U slitinových materiálů s vysokou odrazivostí existuje nízká nebo proměnlivá emisivita. V oblasti s vysokou teplotou je nejlepší vlnová délka pro měření kovových materiálů blízko infračerveného záření a lze vybrat {{0}}.8-1.{{10}} μm. Ostatní teplotní zóny si mohou vybrat 1,6μm, 2,2μm a 3,9μm. Protože některé materiály jsou při určité vlnové délce průhledné, infračervená energie těmito materiály pronikne a pro tento materiál by měla být zvolena speciální vlnová délka. Například 1.0μm, 2,2μm a 3,9μm se používá k měření vnitřní teploty skla (měřené sklo musí být velmi silné, jinak projde) vlnové délky; 5,0μm se používá k měření povrchové teploty skla; Například 3,43 μm se používá pro měření polyethylenové plastové fólie, 4,3 μm nebo 7,9 μm se používá pro polyester a 8-14 μm se používá pro tloušťku přesahující 0,4 mm. Například úzké pásmo 4,64μm se používá k měření CO v plameni a 4,47μm k měření NO2 v plameni.
5. Určete dobu odezvy
Doba odezvy udává rychlost reakce infračerveného teploměru na měřenou změnu teploty, která je definována jako doba potřebná k dosažení 95 procent energie konečného odečtu, která souvisí s časovou konstantou fotodetektoru, obvod zpracování signálu a zobrazovací systém. Některé infračervené teploměry mají dobu odezvy až 1 ms, což je mnohem rychlejší než kontaktní metody měření teploty. Pokud je rychlost pohybu cíle velmi vysoká nebo při měření rychle se zahřívajícího cíle, je třeba zvolit infračervený teploměr s rychlou odezvou, jinak nebude dosaženo dostatečné odezvy signálu a sníží se přesnost měření. Ne všechny aplikace však vyžadují infračervený teploměr s rychlou odezvou. Pro statické nebo cílové tepelné procesy, kde existuje tepelná setrvačnost, může být doba odezvy pyrometru uvolněna. Proto by měla být volba doby odezvy infračerveného teploměru přizpůsobena situaci měřeného cíle. Stanovení doby odezvy je založeno především na rychlosti pohybu cíle a rychlosti změny teploty cíle. Pro statické cíle nebo cílové parametry v tepelné setrvačnosti, nebo je rychlost stávajícího řídicího zařízení omezená, může doba odezvy teploměru zmírnit požadavky.
6. Funkce zpracování signálu
Vzhledem k rozdílu mezi diskrétními procesy (jako je výroba dílů) a kontinuálními procesy se vyžaduje, aby infračervené teploměry disponovaly funkcemi zpracování více signálů (jako je udržení špičky, udržení v údolí, průměrná hodnota), ze kterých si lze vybrat, například při měření teplota láhve na dopravním pásu, to je Pro použití maximálního udržení je výstupní signál teploty odeslán do ovladače. V opačném případě teploměr ukazuje nižší hodnotu teploty mezi lahvemi. Používáte-li uchování špičky, nastavte dobu odezvy teploměru tak, aby byla o něco delší než časový interval mezi lahvemi, aby byla vždy měřena alespoň jedna láhev.
7. Zohlednění podmínek prostředí
Na výsledky měření mají velký vliv okolní podmínky teploměru, které je třeba zvážit a správně vyřešit, jinak ovlivní přesnost měření teploty a dokonce způsobí poškození. Když je okolní teplota vysoká a je prach, kouř a pára, lze zvolit ochranný kryt, vodní chlazení, vzduchový chladicí systém, čističku vzduchu a další příslušenství dodávané výrobcem. Toto příslušenství dokáže účinně řešit vlivy prostředí a chránit teploměr pro přesné měření teploty. Při specifikaci příslušenství by měl být co nejvíce požadován standardizovaný servis, aby se snížily náklady na instalaci. Když kouř, prach nebo jiné částice snižují signál měření energie při hluku, elektromagnetickém poli, vibracích nebo nepřístupných okolních podmínkách nebo jiných drsných podmínkách, je dvoubarevný teploměr z optických vláken tou nejlepší volbou. Kolorimetrický teploměr je nejlepší volbou. V hluku, elektromagnetickém poli, vibracích a nepřístupných okolních podmínkách nebo jiných náročných podmínkách je vhodné zvolit lehký kolorimetrický teploměr.
V aplikacích s utěsněnými nebo nebezpečnými materiály, jako jsou nádoby nebo vakuové komory, se pyrometr dívá skrz okno. Materiál musí být dostatečně pevný a musí projít rozsahem provozních vlnových délek použitého pyrometru. Zjistěte také, zda operátor potřebuje také pozorovat oknem, proto zvolte vhodné místo instalace a materiál okna, aby se zabránilo vzájemnému ovlivňování. V aplikacích nízkoteplotního měření se jako okénka obvykle používají materiály Ge nebo Si, které jsou neprůhledné pro viditelné světlo a lidské oko nemůže přes okénko pozorovat cíl. Pokud operátor potřebuje projít okénkovým terčem, měl by být použit optický materiál, který propouští infračervené i viditelné světlo. Jako materiál okna by měl být například použit optický materiál, který propouští infračervené záření i viditelné světlo, jako je ZnSe nebo BaF2.
Pokud je v pracovním prostředí teploměru hořlavý plyn, lze zvolit jiskrově bezpečný infračervený teploměr pro provádění bezpečného měření a monitorování v prostředí určité koncentrace hořlavých plynů.
V případě drsných a komplikovaných podmínek prostředí lze pro snadnou instalaci a konfiguraci zvolit systém se samostatnou hlavicí pro měření teploty a displejem. Lze zvolit formu výstupu signálu odpovídající aktuálnímu řídicímu zařízení.
8. Kalibrace teploměru infračerveného záření
Infračervené teploměry musí být zkalibrovány, aby správně zobrazovaly teplotu měřeného objektu. Obecně je kalibrační cyklus infračerveného měření teploty jeden rok. K přesné kalibraci infračerveného teploměru se doporučuje použít pec s černým tělesem s tvarem dutiny a emisivitou 0,995. Pokud je měření teploty použitého teploměru během používání mimo toleranci, je třeba jej vrátit výrobci nebo opravárenskému středisku k rekalibraci.
