Laser Thermomètre: le principe de l'action. Laser thermomètre à distance (photo)

Mesure de la température peut être contact et à distance. La plupart des communes thermocouples, et des capteurs de résistance qui nécessitent un contact avec l'objet, par exemple. K. mesure sa propre température. Ils le font lentement, mais sont peu coûteux.

Les capteurs de proximité mesurent le rayonnement infrarouge provenant de l'objet, donnent des résultats rapides, et sont couramment utilisés pour déterminer la température du corps en mouvement et fixes sous vide et inaccessible en raison de l'agressivité de l'environnement, les caractéristiques de la forme ou de menace pour la sécurité. Le prix de ces appareils est relativement élevé, bien que dans certains cas comparables à contacter les appareils.

thermométrie monochrome

Procédé monochrome pour la détermination de la luminance énergétique totale utilise une longueur d'onde prédéterminée. Les mises en œuvre vont de simples sondes tenues à la main avec la mesure à distance à des appareils portables sophistiqués permettant d'observer simultanément un objet et ses lectures de température à être inscrites dans la mémoire ou les imprimer. capteurs fixes sont représentés comme des détecteurs simples avec petit arrangement électronique à distance et à haute résistance avec des périphériques distants PID-contrôle. Fibre optique, laser visant, refroidissement de l'eau, la présence de l'écran et scanner – Options en option des systèmes de suivi et de contrôle process.

Configuration, filtrage spectral, la plage de température de fonctionnement, l'optique, le temps de réponse et la luminosité de l'objet sont des éléments importants qui affectent les performances et doivent être soigneusement pris en compte dans le processus de sélection.

Le capteur peut être deux fils simples, et un dispositif complexe de haute sensibilité résistant à l'usure.

Sélection de la réponse spectrale et la plage de température associée avec des tâches de mesure spécifiques. courtes longueurs d'onde sont utilisées pour températures élevées et à long – pour faible. Si les objets sont transparents, par exemple, en plastique et en verre, il est nécessaire de filtrage uzkovolnovaya. La bande d'absorption du film de polyethylene est CH 3,43 um. L'isolement du spectre dans cette gamme simplifie le calcul de l'émissivité. De même, les matériaux de type verre deviennent opaques à une longueur d'onde de 4,6 microns, ce qui permet de déterminer avec précision la température de la surface du verre. 1-4 microns zone d'émission permet d'effectuer une mesure par l'intermédiaire d'ouvertures d'inspection, des chambres sous vide et de pression. Alternative – l'utilisation d' un câble à fibre optique.

Optique et RTT sont insignifiants dans la plupart des cas, étant donné que le champ de vision de la taille de 3 cm à une distance de 50 cm et un temps de réponse inférieur à 1 s suffit. Pour les petits ou rapide intermittente objet mobile devient nécessaire dans un petit (3 mm de diamètre) ou plus des mesures ponctuelles plus petites (0,75 mm). visant Far (3-300 m) nécessitent l'ajustement optique, comme un champ de vision standard devient trop grande. Dans certains cas, cette méthode est utilisée une radiométrie à deux ondes. La fibre optique permet de distancer l'électronique des environnements agressifs, afin d'éliminer l'effet du bruit et de résoudre le problème de l'accès.

thermomètre laser est essentiellement contrôlé dans la plage 0,2-5,0 avec le temps de réponse. Une réponse rapide peut augmenter le bruit du signal et l'effet lent sur la sensibilité. Lorsque le chauffage par induction nécessite une réponse immédiate, et pour le transport – le ralentissement de la réaction.

thermomètre monochrome IR est simple et est utilisé dans les cas où des produits de haute qualité pour créer un contrôle de la température est très importante.

double longueur d'onde thermométrie

Pour les tâches plus complexes, où la précision de mesure absolue est critique, et où le produit est soumis à un stress physique ou chimique, et applique radiométrie à deux ondes. Le concept a émergé au début des années 1950, et les changements récents dans la conception de matériel et d'augmenter sa productivité et réduire les coûts.

La méthode consiste à mesurer la densité spectrale de puissance à deux longueurs d'onde différentes. La température de l'objet peut être lue directement à partir de l'instrument, si l'émissivité de la même pour chaque longueur d'onde. Indications est vrai, même si le champ de vision est bloqué en partie des matériaux relativement froids, tels que la poussière, les toiles métalliques de fenêtre gris et translucide. méthode La théorie est simple. Si à la fois la longueur d'onde de rayonnement est le même (pour un corps gris), le coefficient d'émission est réduite et la relation devient proportionnelle à la température.

thermomètre laser double longueur d'onde est utilisé dans l'industrie et la recherche comme un capteur simple, unique qui permet de réduire les erreurs de mesure.

En outre, d'un thermomètre plusieurs longueurs d'ondes définie pour les matériaux qui ne sont pas des corps gris, le coefficient d'absorption qui varie avec la longueur d'onde. Dans ces cas, nous avons besoin d'une analyse détaillée des caractéristiques de surface du matériau sur la relation entre le coefficient de longueur d'onde, la température et la composition chimique de la surface. Avec ces données, il est possible de créer un algorithme de calcul en fonction de la radiation spectrale à des longueurs d'onde différentes de la température.

règles d'évaluation

Pour évaluer la précision de mesure, l'utilisateur doit connaître les éléments suivants:

• capteurs IR intrinsèquement ne distinguaient pas les couleurs.
• Si la surface est brillante, le dispositif établira non seulement émis, mais aussi l'énergie réfléchie.
• Si l'objet est transparent, il est nécessaire de filtrage IR (par exemple, en verre opaque à 5 microns).
• Dans neuf cas sur dix mesures d'une précision absolue est nécessaire. lectures répétées et l'absence de biais fourniront la précision nécessaire. Lorsque les changements et le traitement est difficile radiance, devrait rester à deux ou radiomètre à plusieurs longueurs d'onde.

Les éléments structurels

laser thermomètre sans contact fonctionne sur le principe de l'énergie infrarouge à l'entrée et le signal de sortie. Dispositif de circuit de base est constitué d'une optique de collecte, des lentilles, des filtres spectraux et le détecteur d'interface externe. le traitement dynamique est mise en oeuvre différemment, mais elle peut être réduite pour améliorer, le signal de stabilisation thermique de linéarisation et de transformation. vitre classique est utilisée pour le rayonnement à ondes courtes, de quartz pour médium et le germanium ou le sulfure de zinc pour la gamme 8-14 microns, la fibre – une longueur d'onde de 0,5-5,0 microns.

vue

Laser thermomètre à distance est caractérisé par un champ de vision (FOV) – Contrôle de la température la taille du spot à une distance donnée. Modification du diamètre du champ de vision est directement proportionnelle à une variation de distance entre le thermomètre et l'objet de mesure. Sa valeur dépend du fabricant et l'impact sur le prix unitaire. Il motif de PP de 1 mm pour des mesures ponctuelles, et une optique de longue portée (7 cm à une distance de 9 m). La distance de travail ne touche pas la précision de la lecture, si l'objet remplit le point de mesure. La perte de signal maximal ne doit pas dépasser 1%.

visée

Les thermomètres conventionnels IR produisent des mesures sans dispositifs supplémentaires. Ceci est acceptable pour une utilisation avec des objets volumineux, tels que la bande de papier, qui ne nécessitent pas la précision des points. Pour les objets de petite taille ou à distance au moyen d'un faisceau laser. A créé plusieurs variantes de la visée laser.

1. Le faisceau décalé par rapport à l'axe optique. Le modèle le plus simple qui est utilisé dans des dispositifs avec une faible résolution pour grands objets, ie. K. Le voisinage de l'écart est trop important.
2. faisceau coaxial. Ne pas dévier de l'axe optique. centre du spot de mesure spécifiée avec précision à une distance quelconque.
3. laser double. Diamètre du spot marqué deux points, ce qui élimine la nécessité de deviner ou de calculer le diamètre et ne conduit pas à des erreurs.
4. pointeur circulaire décalage. Il montre le champ de vision de sa taille et de la frontière extérieure.
5. pointeur coaxial à 3 points. Le faisceau est divisé en trois points lumineux sur la même ligne. Midpoint désigne le centre du spot, et le diamètre extérieur de sa marque.

Dans le but de fournir une assistance efficace sous la direction du thermomètre précisément à l'objet de mesure.

filtres

Les thermomètres sont utilisés des filtres à ondes courtes pour les mesures à haute température (> 500 ° C) et les filtres de longueurs d'onde longues pour des températures basses (-40 ° C). des détecteurs au silicium, par exemple, résistant à la chaleur, et une petite longueur d'onde réduit l'erreur de mesure. D'autres filtres sélectifs sont utilisés pour les films plastiques (3,43 microns et 7,9 microns), le verre (5,1 microns) et la flamme (3,8 microns).

capteurs

La plupart des capteurs ou tension de génération photoélectrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement IR, ou photoconductrice, t. E. modifie sa résistance sous l'action de la source d'énergie. Ils sont rapides, très sensibles, ont une dérive en température acceptable, qui peut être surmontée, par exemple, le circuit de compensation de température de la thermistance, un circuit à zéro automatique, et l'amplitude de limitation de protection isotherme.

Le thermomètre à IR de chaîne au signal de sortie du détecteur 100-1000 mV est une amélioration mille fois est régulée, est linéarisé, et, en conséquence, représente un signal de courant ou de tension linéaire. Sa valeur optimale de 4-20 mA, afin de minimiser les interférences externes. Ce signal peut être acheminé vers le port RS-232 ou au dispositif de commande PID, affichage à distance ou un appareil d'enregistrement. D'autres modes de réalisation utilisent des signaux:

• signal marche / arrêt;
• valeur maximale de la cale;
• temps de réponse réglable;
• un circuit échantillonneur-bloqueur.

vitesse

Thermomètre laser infrarouge a un temps de réponse de 300 ms en moyenne, bien que l'utilisation de détecteurs de silicium peut atteindre une valeur de 10 ms. Dans de nombreux instruments d'intervention changements de temps pour amortir le bruit entrant et ajuster la sensibilité. Pas toujours besoin d'un temps de réponse minimum. Par exemple, dans le temps de chauffage par induction doit être dans la gamme de 10-50 ms.

Caractéristiques des thermomètres laser

Etekcity Lasergrip 630 – infrarouge prix thermomètre 2 laser de 35,99 $. Caractéristiques:

• plage de température -50 … 580 ° C;
• précision +/- 2%;
• la distance de rapport de taille de spot de 16: 1;
• émissivité de 0,1 à 1,0;
• Temps de réponse <500 ms;
• résolution de 1 ° C

Thermomètre laser (photo) informe aussi sur la plus grande, la température la plus petite et moyenne. Le point de mesure est décalée de 2 cm au- dessous du point de visée. Laser ciblant plus précisément à l'intersection des rayons (36 cm).

Amprobe IR-710 – thermomètre laser infrarouge, le prix est de 49,95 $. Caractéristiques:

• plage de température -50 … 538 ° C;
• Taille spot minimum de 20 mm;
• précision +/- 2%;
• la distance de rapport de taille de spot de 12: 1;
• émissivité de 0,95;
• le temps de réponse de 500 ms;
• résolution de 1 ° C

Ce thermomètre laser (photo) autre que la température actuelle, il indique également les valeurs minimales et maximales.