Содержание

Бесконтактное измерение температуры металлов | специальная статья

Почти на всех промышленных этапах производства поддержание заданной температуры является фактором, обеспечивающим технологический процесс и качество продукции. Бесконтактные инфракрасные термометры получили при этом широкую известность в качестве измерительной техники, поскольку они не оказывают влияния на объект измерения. Это касается и процесса измерения металлов.

Правильный контроль и управление температурой технологического процесса требуют качественного консультирования со стороны изготовителя или базовых знаний по измерительной технике у клиента. В данной статье приводится основная информация по важным параметрам, например, коэффициенту излучения и отражения, а также вытекающим из них ошибкам измерения. Дополнительно показывается, какое влияние они оказывают на измерение металлов, и почему здесь возможно использование надёжного и воспроизводимого бесконтактного способа измерения.

Инфракрасный спектр излучения

Если объект имеет температуру выше абсолютного нуля 0 K (–273,15 °C), то он испускает пропорциональное своей собственной температуре электромагнитное излучение. Инфракрасная спектральная область занимает при этом во всём электромагнитном спектре излучения только очень ограниченный участок. Он располагается от конца видимой спектральной области около 0,78 мкм до значений длины волны 1 000 мкм. Спектр представляющего интерес для измерения температуры инфракрасного излучения достигает диапазона от 0,8 до 14 мкм. Выше данных значений длины волны количества энергии незначительны до такой степени, что чувствительность детекторов недостаточна для их измерения.

Испускаемое объектом инфракрасное излучение проходит сквозь атмосферу и может с помощью линзы фокусироваться на детектор. Детектор генерирует электрический сигнал, соответствующий излучению. Преобразование сигнала в пропорциональную температуре объекта выходную величину осуществляется посредством усиления сигнала и последующей цифровой обработки. Измеряемая величина может отображаться на дисплее или выдаваться в качестве электрического сигнала.

Стандартные выходы для передачи измеряемых величин в системы регулирования доступны в форме линейных сигналов 0/4–20 мА, 0–10 В и в качестве сигналов термопар. Помимо этого, большинство используемых сегодня инфракрасных термометров имеют цифровые интерфейсы (USB, RS232, RS485, реле, PROFIBUS DP, шина данных CAN, Ethernet) для вывода данных, а также для прямого доступа к параметрам устройств.

Характеристика инфракрасного излучения металлических поверхностей подробнее описывается в следующих разделах. Сначала даётся краткая информация о детекторе и преобразовании сигнала в температуру объекта.

Расчёт температуры с помощью инфракрасного излучения

Будучи приёмником излучения, детектор является самым важным элементом каждого инфракрасного термометра. Вследствие поступающего электромагнитного излучения возникает электрический сигнал, который можно точно проанализировать. Сигнал детектора U и температура объекта TОбъекта имеют следующую взаимосвязь:

Сигнал детектора, полученный из испускаемого излучения объекта в общем спектре излучения, увеличивается пропорционально четвёртой степени абсолютной температуры объекта. Это означает следующее: если температура объекта измерения увеличивается в два раза, сигнал детектора повышается на коэффициент 16.

Поскольку необходимо учитывать вместе со степенью излучения ε объекта и отраженное излучение окружающей среды на поверхность объекта T

Окр. ср. и собственное излучение инфракрасного термометра TПиром. (C — специфичная для устройства постоянная), формула меняется следующим образом:


К тому же, инфракрасные термометры работают не в общем спектре излучения. Показатель степени n зависит от длины волны. Показатель n для длин волн от 1 до 14 мкм находится в диапазоне 17…2, у коротковолновых измерительных приборов для определения температуры металла (от 1,0 до 2,3 мкм) — между 15…17:

Температура объекта рассчитывается посредством перестановки последней формулы. Результаты расчётов для всех встречающихся значений температуры в виде семейства кривых сохраняются в памяти ЭСППЗУ инфракрасного термометра:
 
Инфракрасные термометры получают достаточно сигнала для измерения температуры. Исходя из уравнений видно, что наряду с областью длины волны (спектр излучения) важное значение имеет и отражённое излучение окружающей среды и коэффициент излучения, когда требуется точно определить температуру. Значение данного параметра выводится и объясняется в дальнейшем.

Модель АЧТ — важная опорная характеристика

Уже в 1900 году Планк, Стефан, Больцман, Вин и Кирхгоф дали точное определение электромагнитному спектру и установили количественные и качественные взаимосвязи для описания инфракрасной энергии. Модель АЧТ образует базу для понимания физических основ бесконтактной технологии измерения температуры и калибровки инфракрасных термометров.

С одной стороны, модель АЧТ представляет собой тело, которое поглощает всё падающее на него излучение; на нем не появляется ни отражение (ρ = 0), ни передача (τ = 0). Его коэффициент поглощения α составляет единицу. С другой стороны, модель АЧТ в зависимости от своей собственной температуры для каждой длины волны испускает максимально возможное количество энергии. Его коэффициент излучения ε также составляет единицу.

Конструкция модели АЧТ очень проста. Нагреваемое закрытое полое тело, которое на одном конце имеет небольшое отверстие. Если это тело довести до любой, но постоянной температуры, то эта полость будет находиться в температурном равновесии, и из отверстия будет выходить идеализированное излучение общего электромагнитного спектра.

Закон излучения Планка показывает основную взаимосвязь для бесконтактного измерения температуры. Он описывает специфичное спектральное излучение Mλs модели АЧТ в полупространстве в зависимости от своей температуры T и рассматриваемой длины волны λ (c: скорость света, h: квант действия по Планку):

 

Verlauf der spezifischen spektralen Ausstrahlung eines schwarzen Strahlers

На прилагаемой диаграмме для примеров температуры показано в каждом случае в логарифмическом виде спектральное излучение Mλs модели АЧТ выше длины волны λ.

Можно вывести несколько взаимосвязей. Краткая характеристика двух из них даётся далее. За счёт интеграции спектральной интенсивности излучения по всем длинам волн от нуля до бесконечности получают величину для всего испускаемого телом излучения. Эту взаимосвязь обозначают как Закон Стефана-Больцмана. Практическое значение бесконтактного измерения температуры уже пояснялось в разделе по расчёту температуры.

Второй видимой из графического изображения взаимосвязью является то, что длина волны, при которой возникает максимальная интенсивность излучения, при увеличении температуры смещается в область коротковолнового диапазона. Эта характеристика лежит в основе Закона смещения Вина и выводится путем дифференцирования из уравнения Планка.

Следовательно, высокая интенсивность излучения является основанием, но не самым важным, для того, почему металлы, имеющие высокую температуру, измеряются при коротких длинах волн. В длинноволновом диапазоне тоже имеется весьма высокая интенсивность. Наибольшее влияние оказывают коэффициент излучения и отражения, а также вытекающие из них ошибки измерения, поскольку в случае с металлом речь идёт о селективном излучателе.

Металлические поверхности в качестве селективного излучателя

В реальности едва ли тело соответствует идеалу АЧТ. На практике же поверхности излучателя используются для калибровки датчиков, которые в требуемом диапазоне длин волн достигают коэффициенты излучения до 0,99. С помощью коэффициента излучения ε (эпсилон), который показывает соотношение реальной величины излучения объекта и чёрного излучателя при одинаковой температуре, можно прекрасно измерять температуру объекта посредством измерения излучения. Коэффициент излучения при этом всегда находится между нулём и единицей; недостающая доля излучения компенсируется посредством указания коэффициента излучения.

Многие измеряемые поверхности имеют постоянный коэффициент излучения высших длин волн, но испускают по сравнению с АЧТ меньше излучения. Они называются серыми излучателями. Большое количество неметаллических материалов обладают как минимум в длинноволновой спектральной области, независимо от свойств их поверхности, высоким и относительно постоянным коэффициентом излучения.

Объекты, чьи коэффициенты излучения среди прочего зависят от коэффициента излучения и длины волны, например, металлические поверхности, называются селективными излучателями. Имеются несколько важных причин, по которым измерение металлов должно всегда выполняться в коротковолновом диапазоне. Во-первых, металлические поверхности при высоких температурах и коротких длинах измеряемых волн (2,3 мкм 1,6 мкм; 1,0 мкм, 0,525 мкм) имеют не только максимальную интенсивность излучения, но и максимальный коэффициент излучения. Во-вторых, здесь они уравниваются с коэффициентом излучения оксидов металлов, так что погрешности температуры, вызванные изменяемым коэффициентом излучения (побежалостью), уменьшаются.

Другим важным моментом, влияющим на выбор инфракрасного термометра, выполняющего измерения в диапазоне коротких волн, является то обстоятельство, что металл по сравнению с другими материалами может обладать неизвестными коэффициентами излучения. Пирометры, выполняющие измерения в диапазоне коротких волн, существенно уменьшают погрешности измерения при неправильно настроенном коэффициенте излучения.

Инфракрасный термометр optris для измерения металлов

Фирма Optris GmbH предлагает широкий выбор пирометров измерения температуры металлов и тепловизоров для разнообразных областей применения в металлообрабатывающей промышленности.

Высокотемпературные измерения металлов

Следующие инфракрасные термометры отлично подходят для измерения очень высоких температур металлов, оксидов металлов и керамики:

Низкотемпературные измерения металлов

Измерительные приборы широко используются в металлообрабатывающей промышленности и для измерений в низком диапазоне температур. Для данного случая применения фирма Optris предлагает следующие инфракрасные термометры:

Измерение температуры жидких металлов

Благодаря очень короткой длине волны измерения, следующие инфракрасные термометры наилучшим образом подходят для измерения температуры жидких металлов:

Тепловизоры для измерения температуры металлов

Тепловизоры серии optris PI могут применяться также для измерений температуры металла в следующем диапазоне:

Измерение температуры металлов с помощью инфракрасной измерительной техники Optris

Идёт ли речь о производстве металла или его переработкеконтроль температуры металла с помощью датчиков бесконтактного способа измерения служит не только для контроля и оптимизации процессов, но при высоких температурах до 3 000 °C повышает безопасность на рабочем месте.

Особенно важно постоянно контролировать температуру металла на прокатном стане, при поверхностной закалке с применением индукционного нагрева или объёмной штамповке. С этой целью фирма Optris разрабатывает инфракрасные измерительные приборы, отвечающие особым требованиям металлообрабатывающей промышленности, ведь бесконтактный способ измерения температуры металлов не так прост, как Вы можете убедиться, прочитав нашу специальную статью по бесконтактному измерению температуры поверхностей металлов с помощью инфракрасного излучения. Для термометров от Optris, используемых при измерении температуры металлов, не являются проблемами ни высокие температуры окружающего воздуха, ни суровые окружающие условия измерения.

Далее приводятся некоторые примеры применения устройств. Ваш случай применения отсутствует? Нет проблем, обратитесь к нашей брошюре по металлу, или свяжитесь напрямую с одним из наших инженеров, который поможет вам выбрать подходящее измерительное устройство.

Измерение температуры на прокатном стане

На прокатных станах требуется непрерывное измерение температуры формования между валками для оптимизации процессов и обеспечения качества. Мы рекомендуем для данного процесса использовать быстрый пирометр для измерения температуры листа металла, а также пирометр спектрального соотношения для измерений температуры зоны охлаждения или проволоки.


Рекомендуемые устройства: быстрый инфракрасный термометр optris ctlaser 1m/2m и пирометр спектрального соотношения optris CTratio 1M

Измерение температуры при объёмной штамповке

При объёмной штамповке следует измерять температуру заготовки перед формованием. К тому же температура формованного изделия измеряется после формования и перед размещением на складе. Как правило, при таком процессе температуру измеряют двумя способами: постоянно с помощью стационарного пирометра или периодически с помощью ручного пирометра.

 

Рекомендуемые устройства: стационарный инфракрасный термометр optris ctlaser 1m и ручной пирометр optris P20 1M

Техобслуживание

Техническое обслуживание оборудования в металлообрабатывающей промышленности помогает своевременно распознавать износ огнеупорных материалов чугуновозов, шлаковозов и литейных котлов, а также снижает опасность возникновения прорывов. Для этого мы рекомендуем применять стационарные тепловизоры для непрерывного контроля с автоматической подачей сигналов тревоги при обнаружении перегрева внешней стенки.

Рекомендуемое устройство: стационарный тепловизор optris pi 160

Поверхностная закалка с применением индукционного нагрева: оптимальный температурно-временной режим

При поверхностной закалке с применением индукционного нагрева обязательным условием технологического процесса является поддержание оптимального температурно-временного режима для получения требуемых свойств структуры металла. Процесс, который протекает в диапазоне температур от 700 до 1 100 °C, рекомендуется контролировать с помощью стационарного инфракрасного термометра и/или переносного пирометра.

 

Рекомендуемые устройства: стационарный инфракрасный термометр optris ctlaser 1m и ручной пирометр optris P20 1M/2M

Процессы закалки и отпуска металла с применением индукционного нагрева

При термообработке посредством закалки с применением индукционного нагрева деталь попадает в сильное переменное поле, вследствие чего нагревается и остывает в требуемой структуре. За счёт управления частотой имеется возможность локально регулировать глубину проникновения тепла в материал и таким способом обрабатывать отдельные участки детали. Требуемое структурное состояние металла зависит от оптимального температурно-временного режима. Поэтому необходимо постоянно контролировать температуру.


Рекомендуемые устройства: optris CTlaser 1M/2M

Измерение температуры на установке непрерывной разливки

Вместе с ростом эффективности повышается и нагрузка установок непрерывного литья. Это требует широких мероприятий по контролю производственных процессов. Исходя из этого, реализованы некоторые решения, особенно в области измерения температуры: измерительная техника при более высокой точности стала более доступной, благодаря чему оправдывается её широкое применение. Вложенные эксплуатирующими оборудование организациями затраты окупаются, поскольку затратоёмкое прерывание процесса разливки можно предотвратить уже на начальной стадии и тем самым дополнительно повысить качество изделий.


Рекомендуемые устройства: тепловизор optris pi и пирометр спектрального соотношения optris CTratio 1M

Специальная статья: «Контроль термических процессов на установках непрерывной разливки»

5 ошибок при измерении температуры пирометром

Пирометр — это наиболее доступный и безопасный прибор для бесконтактного измерения температуры.

Причем он широко используется как в электричестве, так и в системах теплоснабжения.

Где применяется пирометр

Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.

Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.

Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.



Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.

Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.

Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.

Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:

Расшифровка и особенности



Почему пирометр врет — причины

Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.

При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.

Вот основные ошибки, которые допускают новички:

  • не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения
  • замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении
  • температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды
  • измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча
  • экономные "специалисты" пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса

Рассмотрим все эти моменты более подробно.

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.

А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.

И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.

Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:

  • лучи, которые тело пропускает через себя
  • лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
  • отраженные лучи от окружающих предметов

Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:

  • коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
  • коэффициент отражения

Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.

Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.

В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.

Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.

Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.

Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.

Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.

Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел

К примеру, если у вас предмет имеет температуру окружающей среды, то излучает и отражает он приблизительно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, то сразу же появится погрешность, существенно искажающая реальные данные.

Чтобы удостоверится во всем вышесказанном, можете сами провести простейший эксперимент. Возьмите блестящую кастрюлю и какую-нибудь книжку.

Далее проведите замеры на них одним и тем же пирометром. Чтобы повысить точность эксперимента, старайтесь делать замеры в одной точке.



Результаты у вас точно не будут одинаковыми, правда сильной разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, то отклонения будут составлять всего 2-3 градуса.

Но это все будет справедливо только при комнатной температуре предметов. А что будет, если в кастрюлю залить горячую воду?

Измерения в этом случае тут же пойдут в разнос.

Температура «горячей» кастрюли

Реальная температура с верным коэффициентом

Это говорит о том, что температура нагретых гладких блестящих поверхностей, просто так пирометром не измеряется.

Поэтому, когда в видеороликах показывают, насколько элементарно бесконтактным измерителем определить температуру батарей или контактов, не сильно доверяйте данной рекламе.

Таблица коэффициентов излучения разных материалов

В большинстве случаев, нельзя просто так направить луч, нажать курок и тут же получить правильный результат измерения на табло. На блестящих нагретых предметах все пирометры начинают сильно врать.

И зависит эта погрешность напрямую от коэффициента излучения. Вот подробная таблица коэффициентов излучения различных материалов. Этими данными необходимо пользоваться каждый раз при замерах пирометрами.

Чтобы повысить точность измерений, стоит покупать более дорогие модели с возможностью выставления этих коэфф. внутри программных настроек.

Замерить температуру материалов, которых нет в таблице, можно двумя способами. Использовать “мишень” с известным коэфф., накладывая ее на измеряемый объект.

Или сначала определить контактным термометром температуру поверхности, и затем меняя значения в приборе, добиться примерного совпадения.

Как правильно измерять температуру бесконтактным способом

Процесс правильного замера пирометром будет выглядеть следующим образом.

Определяете материал из которого сделан предмет (сталь, медь, алюминий). Далее в таблице ищите его коэффициент излучения и заносите эту поправку в сам прибор.

И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.

При таком измерении вы действительно получите близкие результаты к фактической температуре. Ну а те девайсы, в которых заводом жестко установлен коэфф.=0.95, попросту будут врать при каждом замере.

Под каким бы углом вы не направляли луч, как близко бы не подносили прибор к поверхности, искажения в любом случае будут. И здесь речь уже идет не об одном или двух градусах.

Погрешность может составлять десятки единиц!

На каком расстоянии можно работать пирометром

Кстати, отдельно стоит сказать о расстоянии. По сути, луч пирометра измеряет температуру некой точки или круга.

При этом не путайте точку лазерного целеуказателя и пятно замера. Это разные вещи. Они отличаются размерами на несколько порядков.

Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, то и это пятно или круг увеличиваются по площади. Соответственно для более точных измерений, прибор следует подносить как можно ближе.

Например, у большинства моделей, конус который они видят, имеет соотношение 12 к 1.То есть на расстоянии в 1.2 метра, вы можете без погрешности измерить температуру тела диаметром 10см, не более.

Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше подносить прибор поближе. Так как при замере у вас может дрогнуть рука, либо прицел собьется, и в итоге вместе с требуемой поверхностью, вы измерите и соседнюю, которая внесет свой вклад в общие показания.

Так как указано на фото ниже, измерять температуру модульных автоматов не желательно. Вы невольно вместо одной фазы, захватите и соседнюю, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.

То же самое относится и к замерам клеммных колодок и зажимов. Подносить пирометр к ним нужно максимально близко. 

Измерение температуры в холоде

Еще не забывайте про температуру окружающей среды. Многие пользователи жалуются, что отдельные модели пирометров, начинают безбожно врать при температурах ниже комнатной.

То есть, они берут прибор, выходят в котельную, подвал или гараж и там пробуют им “пострелять” температуру. В итоге получают совершенно странные результаты.

Дело здесь в том, что любой электроникой, тем более измерительной, нельзя пользоваться пока температура прибора не выровняется с температурой окружающей его среды.

Вынесли пирометр на улицу или в гараж, выдержите его минут 10-20, и только после этого приступайте к измерениям.

Речь конечно не идет о том, что прибор нужно замораживать до минусовых температур. Здесь он врать, скорее всего будет безбожно, так как не рассчитан на работу в таких условиях. В остальных случаях, благодаря такой “выдержке”, погрешность уменьшается.

Время обновления данных

Еще один важный параметр пирометра помимо точности – частота обновления показаний. Особо важно иметь высокую частоту при сканировании и сравнении температур на больших поверхностях.

Прибор в этом случае, как бы имитирует работу тепловизора и ищет максимумы и минимумы.

Очень хорошими показателями считаются результаты от 250мс и меньше. Обладают подобными параметрами только известные бренды. Например, тот же Fluk.

Проверка пирометром систем отопления

Какой вывод из всего вышесказанного можно сделать? Безусловно, пирометр штука полезная, но применять его нужно там, где действительно требуется именно бесконтактное измерение температуры.

Например, электрические контакты находящиеся под напряжением. Здесь он действительно помогает безопасно выявить плохое соединение еще до того, как ситуация станет критичной.



Не всем электрикам в этом деле доступны тепловизоры. 

А вот для людей профессионально занимающихся системами отопления, подобные девайсы оказываются не нужными, и в некоторой степени даже вредными. Замерять температуру отопления пирометрами очень сложно.

Даже на крашенной белой глянцевой поверхности радиатора, достаточно три раза щелкнуть пирометром по одному месту, и у вас получится три разных значения температуры. Не говоря уже про хромированные трубы.

Если у вас блестящие медные трубы на выходе из котла, то замеры могут показать разбежку в 20 и более градусов, по сравнению с датчиком котла. Вот и думайте после этого, что же в системе неисправно.

На практике появляется слишком много факторов, искажающих реальное состояние дел. Чтобы добиться приемлемых результатов измерений на трубах и батареях, придется брать некую пленку или малярный скотч с постоянным коэффициентом отражения, наклеивать эту штуку на поверхность, и только после этого проводить измерения.

Спрашивается, зачем создавать себе такие сложности, если есть более эффективные контактные термометры. Время замера у которых всего несколько секунд и гарантированно точный результат до десятых долей градуса появляется у вас на экране.

Что касается теплых полов, здесь не все однозначно. 

Например, температуру стяжки пирометром еще можно измерить довольно точно. А вот если она будет закрыта плиткой, то погрешность моментально возрастает.

Производители безусловно знают об этих проблемах и постоянно совершенствуют приборы. Поэтому если уж и собрались покупать пирометр, выбирайте качественную модель.

Хорошие варианты можно подобрать и заказать вот здесь.

Есть относительно недорогие модели, снабженные выносным датчиком термопары.

С его помощью можно составлять и вносить собственные таблицы поправочных коэффициентов любых материалов. Один раз делаете замер нужной поверхности датчиком, сравниваете результат и вносите корректировку.

После этого можно спокойно стрелять лучом пирометра и не бояться ошибок. У китайцев такую модель можно заказать отсюда.

Если вам интересна эта тема и хочется заниматься измерениями пирометром более профессионально, а не только на бытовом уровне, скачайте и ознакомьтесь с двумя полезными брошюрами по данной тематике:

  • Карманное руководство по термографии - скачать
  • Руководство по бесконтактному измерению температур – скачать

Статьи по теме

Больше подходит высокотемпературный пирометр для металлургии ?

Высокотемпературный профессиональный инфракрасный термометр, для проведения измерения температуры на расстоянии обеспечит безопасность, контроль технологических процессов в режиме онлайн, сохранение информационного массива с результатами в памяти для последующего анализа, установления зависимостей.
При плавке металла, и в процессе литья в формы, металлургические ИК-пирометры, при проведении измерения высоких температур в несколько сотен или даже тысяч градусов, по методике во многом совпадает с принципом контроля нагретых низкотемпературных твердых тел, но до определенного предела.

Придать необходимые свойства, состав и форму жидкому металлу или расплавленным заготовкам возможно при достижении тепловых режимов, практически не встречающихся в быту и в промышленности. При этом меняется агрегатное состояние металла, на точность измерения температуры начинает влиять большее количество факторов.

Что лучше для металлургии - инфракрасный пирометр или термометр с термопарой ?

Производственные термометры могут измерять экстремальную температуру, как при помощи внешнего контактного датчика, так и дистанционным способом в зоне плавки.
Оба метода по-прежнему “на вооружении” на заводах, выплавляющих чугун, стали и сплавы, но по объективным причинам: техническим, экономическим и в плане снижения травматизма до минимума, "чаша весов" склоняется в пользу решения купить инфракрасный пирометр, который для безопасного температурного контроля в ряде случаев предпочтительнее, тем более учитывая, что Украина входит в ТОП-поставщиков металлургической продукции на мировом рынке и спрос на подобные термометры всегда будет.

Точка плавления стали достигает 1400-1500°C, чугуна – чуть меньше 1200-1300°C, что вызывает технические сложности, если проводить измерение температуры при помощи термометра с термопарой.
Температурные показатели в значительной степени колеблются в зависимости от содержания углерода, и введения дополнительных легирующих добавок, что влияет на точность пирометра.
При плавке в металле присутствуют нежелательные химические элементы – сера, фосфор, снижающие механические характеристики стали, чугуна и сплавов в процессе эксплуатации (возможно образование трещин, раковин и точек локального напряжения).

Вредные примеси скапливаются на поверхности в виде шлака

Измерение экстремально высоких температур расплавленного металла, используя контактный термометр на основе термопары организовать можно, но при достаточно серьезных ограничениях.
Необходимо задействовать специальный измерительный зонд для безопасной работы производственного персонала на удалении.

Контактные термометры проводят измерения при помощи дорогостоящих тугоплавких термопар на основе платины и вольфрама.
Другие материалы просто не подойдут - расплавятся и станут частью исследуемого материала как Терминатор из жидкой ртути в конце одноименного фильма.
Высок риск получения производственной травмы от расплавленных капель и теплового удара.
Применение термометров с погружаемой в металл термопарой имеет ряд недостатков:

  • периодичность - нет возможности осуществлять температурный контроль в непрерывном режиме;
  • инерционность - датчик реагирует с опозданием, отставая от текущей температуры;
  • необходимость приближаться к зоне выплавки;
  • сложно встроить в систему автоматизированного управления технологической линией;
  • высокие накладные затраты на расходные материалы.

Для объективности отметим преимущество - термопары, в отличие от пирометров, не нуждаются в подстройке коэффициента эмиссии и могут касаться или погружаться в любое вещество, с любым видом поверхности и отражающей способностью.

Измерение температуры при помощи термопар в металлургии все чаще заменяется бесконтактным методом, путем улавливания инфракрасного излучения на безопасном расстоянии. Специальный ИК пирометр позволяет провести измерение высоких температур поверхности искрящейся ванны из железа, стали, тугоплавких материалов, раскаленных до 1500-2500°С и окупит себя благодаря комплексному решению перечисленных выше проблем с высокотемпературными термопарами, даже если цена в 5-10 раз выше, чем на бытовые инфракрасные термометры.


Потери от производственного брака, срыва программы выпуска продукции не соизмеримы с инвестициями с высокотемпературную измерительную технику


Пирометры в металлургии

Измерение температур в тысячи градусов на расстоянии, в металлургическом производстве, а также в литейных цехах машиностроительных предприятий можно и нужно проводить при помощи бесконтактного термометра, но с учетом особенностей.

  1. Необходимо использовать модели с высоким верхним пределом, охватывающим диапазон температур на уровне не ниже 2000°C, перекрывающий практически весь спектр температур металлов и сплавов в жидком, расплавленном состоянии, за исключением тугоплавких материалов.
  2. Жизнь металлурга, как и любого человека, бесценна. Для безопасного удаления персонала от опасной зоны, пирометр должен обладать увеличенной разрешающей способностью. Увеличенное оптическое разрешение может достигать 1:50 и даже 1:75, что дает редкую возможность осуществлять измерение экстремальных температур в достаточно узкой зоне контроля со значительного удаления. Как в баскетболе. Регулярно попадать в кольцо с другого конца поля способны только звезды НБА.
  3. Радиационные пирометры для металлургии должны выдерживать долговременную постоянную эксплуатацию в условиях задымленности, и воздействия агрессивной и газообразной среды.
  4. Еще одно ключевое требование, имеющее первостепенное значение. Для измерения рекордных температур с учетом специфики, учитывая меняющую отражательную способность раскаленных компонентов - металла и шлаковых включений, в различных агрегатных состояниях необходимо пирометр купить с настраиваемым коэффициентом эмиссии, чтобы на каждом из этапов технологического процесса быть уверенным в достоверности значения температуры.

Разберем последний пункт более подробно.

Низкая излучающая способность «зеркала» жидкого металла может в несколько раз занизить данные о реальной температуре. Неверно принятые производственные решения на основе недостоверной информации способны привести к остановке конвейера и возникновению аварий.

Отражательная способность шлака, плавающего на поверхности и расплавленного металла, различается в разы.

Чтобы обеспечить точное измерение высокой температуры, в комплекте аксессуаров к дистанционным высокотемпературным термометрам должна быть тугоплавкая чаша для погружения в раскаленную массу.

Чашка сравняется по температуре с исследуемым объектом, но при этом не обладает низкой отражательной способностью

Точнее даже нужно уточнить - важно то, что чаша обладает постоянной отражательной способностью, а значит измерительный прибор можно настроить на заданный коэффициент эмиссии.
Образно можно сказать, что это двухступенчатое измерение высокой температуры.
Направив ИК термометр на стенку чаши, можно получить более достоверный показатель - сведено к минимуму влияние искрящейся ванны и шлаковых масс.

Второй вариант

Двухспектральные высокотемпературные пирометры, регистрирующие тепловое излучение раскаленной поверхности на двух разных длинах инфракрасных волн.


Полученная пара сигналов, пропорциональных значениям температуры на разных частотах, сравнивается, за счет чего уменьшается степень воздействия возмущающих факторов в виде шлака и окислов.

Третий вариант

В зоне выплавки всегда присутствуют:

Испарения
Газообразные взвешенные частицы
Водяные пары при охлаждении металлических слитков или в процесс термообработки - закалки, нормализации, отпуска, и других металлургических операций - легировании

Для минимизации влияния указанных факторов, применяются оптические пирометры (с исчезающей нитью), слабо чувствительные к загрязнению воздуха в заводском цеху. У этих измерителей температуры есть еще одно преимущество - предел достигает впечатляющие 6000°C.


Благодаря непрерывности процесса контроля выплавки металлов и сплавов, ИК пирометр может стать частью системы автоматизированного управления металлургическим циклом, которая включает набор контрольно измерительных приборов, датчиков, систем обратной связи, аварийной сигнализации.

Бесконтактные инфракрасные датчики температуры, источники питания

PyroCouple - простой инфракрасный датчик температуры с аналоговым выходом

PyroCouple - идеальный датчик общего назначения для широкого спектра применений.

• Диапазоны температур: От -20 °C до 100 °C (модели LT), от 0 °C до 250 °C (модели MT), от 0 °C до 500 °C (модели HT)
• Оптика: 2:1, 15:1 или 30:1
• Фиксированное значение коэффициента излучения: 0,95
• Выходы: 4-20 мА, термопара типа K, J, T, или 0-50 мВ
• PyroCouple подходит для бесконтактного измерения температуры на большинстве неотражающих неметаллических поверхностей, таких как бумага, толстая пластмасса, асфальт, окрашенные поверхности, продукты питания, резина и органические материалы и многие другие.
• Типовые модели: PC151LT-0, PC151MT-0, PC151HT-0, PC21LT-0, PC21MT-0, PC21MT-3, PC301LT-0, PC301MT-0
PC151MT-0 Поддерживается в наличии на складе г. Екатеринбурга.
Подробное описание

PyroMiniUSB - миниатюрный USB-пирометр

PyroMiniUSB идеально подходит для использования в настольных, лабораторных и учебных приложениях.

• Миниатюрный бесконтактный датчик температуры с интерфейсом USB
• Измеряет температуру от -20 °C до 1000 °C
• Коэффициент излучения от 0,2 до 1,0
• Оптика 2:1 (для больших или близких целей) или 20:1 (для небольших или более удаленных целей)
• Кабель USB и программное обеспечение для регистрации и конфигурирования данных
• Протокол Modbus - используйте свое собственное программное обеспечение для связи с датчиком
• PyroMiniUSB подходит для бесконтактного измерения температуры бумаги, толстого пластика, резины, продуктов питания и органических материалов, а также окрашенных металлов и грязных, ржавых или масляных поверхностей.
• Типовые модели: PMU21, PMU201
Подробное описание

PyroSigma - Миниатюрный пирометр со встроенным OLED дисплеем

• Чрезвычайно малый размер: 30 x Ø31 мм
• Измеряет температуру от 0 °C до 1000 °C
• Коэффициент излучения от 0,2 до 1,0
• Оптика 15:1
• Выход по напряжению, выбирается 0-10 / 0-5 / 1-5 В постоянного тока
• Полностью конфигурируемый с помощью кнопок управления
• Кабель с боковым вводом: идеально подходит для монтажа в труднодоступных местах
• Быстрый отклик 125 мс с высокой стабильностью.
• Выходы напряжения и тревоги могут использоваться одновременно
• PyroSigma - это датчик общего назначения для измерения неметаллических материалов. Металлы могут быть измерены, если они окрашены или обработаны, чтобы стать неотражающими.
• Типовые модели: PS151
Подробное описание

PyroNFC - инфракрасный датчик температуры, конфигурируемый при помощи смартфона

• Диапазон температур от 0 °C до 1000 °C
• Диапазон настройки коэффициента излучения от 0,2 до 1,0
• Полностью настраивается через приложение для смартфона
• Выходы: 0-5 В постоянного тока или 0-10 В постоянного тока, линейный с измеряемой температурой, сбрасываемый, конфигурируемый через NFC или тип К термопары
• Сигнальный выход на всех моделях
• Чрезвычайно маленький, с боковым кабельным входом: идеально подходит для установки в труднодоступных местах
• PyroNFC подходит для бесконтактного измерения температуры поверхности материалов, включая бумагу, толстую пластмассовую пленку, дерево и изготовленные доски, окрашенные поверхности, асфальт, сыпучие материалы, продукты питания, фармацевтические препараты и органические материалы.
• Типовые модели: PN151-K
Подробное описание

ExTemp - искробезопасный инфракрасный датчик температуры, сертифицированный по ATEX и IECEx

ExTemp является искробезопасным пирометром от Calex. Он измеряет температуру поверхностей в опасных зонах без контакта и имеет выход 4-20 мА. Он сертифицирован по стандартам ATEX, IECEx и TIIS.
Взрывобезопасные пирометры, как правило, имеют громоздкие и дорогие корпуса, однако, поскольку ExTemp использует искробезопасность как метод защиты, он компактен и недорогой.

• Температурный диапазон: от 0 °C до 250 °C (модели LT), от 0 °C до 500 °C (модели MT), от 0 °C до 1000 °C (модели XT), специальный температурный диапазон (модели ST)
Температурный диапазон может быть изменен в диапазоне от -20 °C до 1000 °C с помощью дополнительного USB-адаптера и программного обеспечения.
• Диапазон настройки коэффициента излучения от 0,20 до 1,00 (предварительно установлен на 0,95)
• Оптика: 2:1, 15:1 или 30:1.
• Сертификаты ATEX и IECEx до зоны 0 (газ) и зоны 20 (пыль)
• Выход 4-20 мА, двухпроводный, с замкнутым контуром
• Поставляется с кабелем длиной до 25 м
• Кабель может быть увеличен еще больше (в соответствии с требованиями безопасности)
• Корпус из нержавеющей стали 316, идеально подходит для применения на море
• Датчик ExTemp может быть подключен к ПК через дополнительный адаптер USB и программного обеспечения Windows.
• Типовые модели: EX-21-LT, EX-21-MT-C-5, EX-151-HT-C-10, EX-151-XT, EX-301-MT-C-5, EX-301-HT-C-10
Подробное описание

PyroMini - фиксированный инфракрасный датчик температуры с удаленной чувствительной головкой

• Температурные диапазоны: от -20 °C до 100 °C (модели LT), от 0 °C до 250 °C (модели MT), от 0 °C до 500 °C (модели HT), от 0 °C до 1000 °C (модели XT), конфигурируемые значения между -20 °C до 1000 °C (модели CT)
• Коэффициент излучения - регулируемый, от 0,20 до 1,00
• Оптика 2: 1, 15: 1, 20: 1 или 30: 1
• Выходы 4-20 мА или RS485 Modbus
• Миниатюрная сенсорная головка
• Конфигурируемый электронный модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Экран становится ярко-красным в условиях тревоги для максимальной видимости
• Использование при температуре окружающей среды до 180 ° C без охлаждения (модели HA)
• Запись данных на карту MicroSD (дополнительно)
• Настраиваемые значения: температурный диапазон, единицы измерения температуры, установка коэффициента излучения, компенсация отраженной энергии, сигналы тревоги, обработка сигналов, адрес Modbus (модели -BRT), дата и время, регистрация данных
• PyroMini подходит для широкого спектра целевых материалов, таких как бумага, пластмассы, пищевые продукты, окрашенные поверхности, металлы с покрытием и многие другие.
• Типовые модели: PM-HA-201, PM-JA-201, PM-MA-151, PM-MA-21, PM-MA-301, PM-MA-CF
Подробное описание

PyroMini 2.2 - двухкомпонентный пирометр для высокотемпературных целей и металлов

PyroMini 2.2 - это идеальное решение для сложных промышленных применений, где температура цели очень высокая или где поверхность цели имеет низкую излучательную способность, например, многие виды металлов.

• Диапазон температур: от 100 °C до 400 °C (модели PT), от 250 °C до 1000 °C (модели MT), от 450 °C до 2000 °C (модели HT)
• Регулировка коэффициента излучения, от 0,10 до 1,00
• Оптика: 15:1, 25:1, 30:1
• Измерение короткой длины волны для лучшей точности на отражающих объектах, таких как многие металлы
• Выходы 4-20 мА или RS485 Modbus
• Миниатюрная сенсорная головка
• Конфигурируемый электронный модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Запись данных на карту MicroSD (дополнительно)
• Настраиваемые значения: температурный диапазон, единицы измерения температуры, установка коэффициента излучения, компенсация отраженной энергии, сигналы тревоги, обработка сигналов, адрес Modbus (модели -BRT), дата и время, регистрация данных.
• Типовые модели: PM2.2-151-PT-CB, PM2.2-251-MT-CRT, PM2.2-251-HT-BB, PM2.2-751-MT-BRT, PM2.2-751-HT-CB
Подробное описание

FibreMini - волоконно-оптический пирометр для сложных условий применения

FibreMini - это промышленный пирометр с волоконно-оптической чувствительной головкой и отдельным электронным модулем с сенсорным экраном.
Сенсорная головка сконструирована таким образом, чтобы выдерживать высокие температуры окружающей среды до 200 °C без охлаждения. Этот пирометр Calex идеально подходит для бесконтактного измерения материалов, включая сталь, железо и углерод, а также другие металлы и неметаллы.

• Диапазон температур: от 250 °C до 1000 °C (модели MT), от 450 °C до 2000 °C (модели HT)
• Регулировка коэффициента излучения, от 0,10 до 1,00
• Оптика: 30:1 или 75:1.
• Миниатюрная сенсорная головка выдерживает температуру окружающей среды 200 °C
• Короткая измеряющая длина волны для повышения точности по металлам
• Отсутствие электроники в измерительной головке - идеально подходит для использования вблизи индукционных нагревателей и сильных электромагнитных полей
• Выбор аналогового или цифрового выхода; реле сигнализации на всех моделях
• Встроенный лазерный прицел
• Типовые модели: FM2.2-301-MT-CRT-3M, FM2.2-301-HT-CRT-5M, FM2.2-751-MT-CRT-3M, FM2.2-751-MT-BRT-5M
Подробное описание

PyroMini OEM - инфракрасный датчик температуры для станкостроения

• Диапазон температур: от -20 °C до 100 °C (модели LT), от 0 °C до 250 °C (модели MT), от 0 °C до 500 °C (модели HT)
• Фиксированное значение коэффициента излучения: 0,95 - подходит для измерения большинства неотражающих неметаллов и окрашенных поверхностей
• Оптика: 2:1, 15:1 или 30:1.
• Выходы: 4-20 мА, термопара типа K, J или 0-10 В постоянного тока
• Миниатюрная чувствительная головка выдерживает температуру окружающей среды до 120 °C без охлаждения
• Боковой кабельный ввод для низкопрофильной установки
• Чувствительная головка из нержавеющей стали, герметичная до IP65
• Типовые модели: PMO-151-MT-C-10M
Подробное описание

PyroUSB – инфракрасный датчик температуры с выходом 4-20 мА, конфигурируемый через компьютер

Аналоговые и USB выходы PyroUSB делают его идеальным для использования на заводе или на стенде.
Все датчики серии PyroUSB полностью настраиваются через ПК с помощью программного обеспечения CalexSoft и поставляемого USB-кабеля.
Модели общего назначения PUA8 (8-14 мкм) могут измерять температуру от -40 ° C до 1000 ° C. Они подходят для измерения материалов с высокой излучательной способностью, таких как бумага, толстые пластмассы, продукты питания, фармацевтические препараты, резина, асфальт и окрашенные поверхности. Эти модели способны измерять очень низкие температуры, поэтому они идеально подходят для измерений в пищевой, логистической и складской отраслях.
Коротковолновые модели PUA2 (2,2 мкм) имеют диапазон температур от 45 ° С до 2000 ° С. Они обеспечивают более точное считывание при измерении материалов с низкой излучательной способностью, таких как многие отражающие металлы. Они также способны измерять через стеклянные видовые экраны.
Модели PUA5 (5 мкм) имеют диапазон температур от 50 ° C до 1650 ° C. Они фильтруют длину волны, где стекло является наименее отражающим, что делает их идеальным пирометром для измерения температуры поверхности стекла.

• Диапазоны температур от -40 °C до 2000 °C
• Коэффициент излучения от 0,1 до 1,0
• Оптика: 15:1, 25:1, 30:1 или 75:1.
• Двухпроводный выход 4-20 мА
• Полностью конфигурируемый
• Интерфейс USB (включая кабель и программное обеспечение Windows)
• Используйте только USB-выход, только выход 4-20 мА или оба выхода вместе
• Типовые модели: PUA2-251-MT, PUA5-251-GHT, PUA8-301
Подробное описание

PyroCAN – Пирометр с цифровым интерфейсом CAN

PyroCAN измеряет температуру поверхности и передает ее через CAN-Bus с использованием протокола Raw CAN.
Датчик может быть подключен к сети с большим количеством датчиков PyroCAN и других типов CAN-устройств. Конфигурируемый ID CAN позволяет легко подключаться к существующей сети.

• Диапазон температур от -20 °C до 1000 °C
• Коэффициент излучения регулируется от 0,2 до 1,0 через CAN
• Оптика: 2:1, или 20:1.
• Протокол Raw CAN
• Типовые модели: PCAN-21, PCAN-201
Подробное описание

PyroEpsilon - фиксированный инфракрасный датчик температуры с регулируемой излучательной способностью

Установка коэффициента излучения инфракрасного датчика температуры PyroEpsilon происходит через аналоговый вход, таким образом он может управляться автоматически, например, посредством ПЛК, или вручную, с помощью контроллера PPT245 или регулятора излучательной способности PyroTune. Если излучательная способность цели изменяется в процессе, то PyroEpsilon является идеальным выбором.
PyroEpsilon также является хорошим выбором, если требуется простой бесконтактный инфракрасный датчик с выходом 4-20 мА, но нет уверенности, что излучательная способность целевой поверхности достаточно высока для того, чтобы использовать датчик с фиксированной излучательной способностью. Если входной сигнал 4-20 мА отсутствует, значение коэффициента излучения по умолчанию будет равно 0,95. Затем, при необходимости, можно отрегулировать коэффициент излучения.

• Диапазон температур от -20 °C до 500 °C
• Оптика для разных размеров цели: 2:1, 15:1 или 30:1
• Настройка коэффициента излучения - регулируется от 0,2 до 1,0 через вход 4-20 мА
• 2-проводный выход 4-20 мА для измеренной температуры
• Регулировка коэффициента излучения через отдельный вход 4-20 мА
• Входной сигнал 4-20 мА может подаваться контроллером индикации PPT245, регулятором излучения PyroTune или любым другим источником, таким как ПЛК
• Корпус из нержавеющей стали, герметичный по IP65
• Типовые модели: PE151HT, PE151LT, PE151MT, PE21LT, PE21MT, PE301HT, PE301LT, PE301MT, PECFLT, PECFMT
Подробное описание

PyroCube G - пирометр для измерения стекла

PyroCube - это инфракрасный пирометр с очень быстрым временем отклика и очень небольшим размером области измерения. Он доступен с модулем PM030 или без него. PyroCube G измеряет температуру поверхности стекла от 50 °C до 2400 °C.
Датчик имеет длину волны измерения 5 мкм, что обеспечивает максимальную точность при измерении стекла. На этой длине волны отражения оказывают наименьшее возможное влияние на точность измерения. Модели PCU-GH имеют быстрое время отклика 10 мс, что позволяет измерять температуру капель стекломассы.

• Диапазоны температур: от 50 °C до 1200 °C (модели G), от 50 °C до 2400 °C (модели GH)
• Специфическая длина волны для повышения точности при измерении температуры поверхности стекла. Модели G идеально подходят для отжига, например, при производстве ламп. Модели GH подходят для измерений при высокотемпературном плавлении стекла.
• Настройка коэффициента излучения: регулируемая, от 0,3 до 1,0, через RS232C или дополнительно поставляемый модуль
• Измеряемое пятно размером 2,2 мм
• Время отклика до 10 мс
• Светодиодный прицел непрерывно показывает положение и размер измеряемого пятна во время считывания
• Модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Типовые модели: PCU-G7.0-2M-1V, PCU-G20.0-5M-5V, PCU-Gh3.2-2M-5V, PCU-Gh5.5-5M-5V, PCU-Gh30.0-10M-10V
Подробное описание

PyroCube M - пирометр с быстрым откликом и маленьким пятном измерения для низкотемпературных металлов

PyroCube - это инфракрасный пирометр с очень быстрым временем отклика и очень небольшим размером области измерения. Он доступен с модулем PM030 или без него.
PyroCube M измеряет температуру маленьких отражающих металлических целей от 50 °C до 600 °C с временем отклика в 1 миллисекунду. Модели MA могут измерять пятно размером 1 мм. Модели MB с меньшей стоимостью способны измерять пятно размером 11 мм.
Модели могут проводить измерения через окна из стекла или кварца.

• Измеряет небольшие отражающие металлические цели при низких температурах
• Диапазон температур от 50 °C до 600 °C
• Настройка коэффициента излучения, регулируется через RS232C или дополнительный модуль: ниже 100 °C: от 0,3 до 1,0, выше 100 °C: от 0,05 до 1,0
• Измеряет пятно размером 1 мм
• Время отклика 1 мс
• Светодиодный прицел непрерывно показывает положение и размер измеряемого пятна во время считывания
• Модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Типовые модели: PCU-MA1.0-2M-1V, PCU-MA2.0-2M-5V, PCU-MA3.5-5M-5V, PCU-MB11.0-5M-10V
Подробное описание

PyroCube P - пирометр для тонкопленочной пластмассы

PyroCube - это инфракрасный пирометр с очень быстрым временем отклика и очень небольшим размером области измерения. Он доступен с модулем PM030 или без него.
PyroCube P измеряет температуру тонкопленочных пластмасс от 80 °C до 350 °C.
Тонкопленочные пластмассы часто обладают высокой пропускающей способностью к инфракрасному излучению, что делает их очень трудно измеримыми для большинства датчиков.
PyroCube P использует специальную длину волны измерения 3,4 мкм для точного бесконтактного измерения температуры многих типов пластиковых пленок, которые не могут быть измерены с помощью универсальных датчиков. Очень быстрое время отклика 10 мс, малая площадь измерения и непрерывное светодиодное отслеживание делают PyroCube пригодным даже для самых сложных задач.

• Измеряет тонкие пленки из полиолефина, полиамида, полиэтилена, полипропилена, полистирола, нейлона, ПВХ, акрила, полиуретана и поликарбоната
• Температурный диапазон от 80 °C до 350 °C
• Коэффициент излучения - настраиваемый, от 0,3 до 1,0, через RS232C или дополнительный модуль
• Измеряемая область 12 мм
• Время отклика 10 мс
• Светодиодный прицел непрерывно показывает положение и размер измеряемого пятна во время считывания
• Модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Типовые модели: PCU-P12.0-2M-5V
Подробное описание

PyroCube S и F - инфракрасные датчики температуры с быстрым откликом, малым пятном измерения и светодиодным прицелом

PyroCube - это инфракрасный пирометр с очень быстрым временем отклика и очень небольшим размером области измерения. Он доступен с модулем PM030 или без него.
Это идеальный датчик температуры для измерения заготовки выдувного формования, а также применения в пищевой промышленности, лабораториях и др.
PyroCube S общего назначения от Calex подходит для измерения большинства неотражающих неметаллических материалов. Преимущества перед другими датчиками общего назначения - встроенный светодиодный прицел, быстрое время отклика и малый размер измеряемого пятна.
PyroCube F имеет молниеносное время отклика 0,001 секунды.

• Время отклика 1 мс
• Измеряемое пятно размером 1,6 мм
• Диапазон температур от 0 °C до 500 °C
• Коэффициент излучения - настраиваемый, от 0,3 до 1,0, через RS232C или дополнительный модуль
• Светодиодный прицел непрерывно показывает положение и размер измеряемого пятна во время считывания
• Модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Типовые модели: PCU-S1.6-2M-1V, PCU-S3.0-2M-5V, PCU-S5.5-5M-5V, PCU-F3.5-5M-10V, PCU-F7.0-5M-10V
Подробное описание

PyroCube XS – датчик с фокусированной оптикой для измерения чрезвычайно малых целей

PyroCube XS - это ряд инфракрасных датчиков температуры с плотно сфокусированной оптикой, которые способны измерять очень маленькие области. Встроенный светодиодный прицел точно освещает площадь, измеряемую датчиком. Применения включают в себя измерение температуры отдельных электронных компонентов на печатных платах, огневой полировки изоляционной оболочки на электрическом проводе и сварке пластмасс, где шов очень узкий.

• Диапазон температур от 0 °C до 500 °C
• Коэффициент излучения - настраиваемый, от 0,3 до 1,0, через RS232C или дополнительный модуль
• Измеряемое пятно размером 0,7 мм
• Время отклика 10 мс
• Светодиодный прицел непрерывно показывает положение и размер измеряемого пятна во время считывания
• Модуль с сенсорным экраном (дополнительно)
• Типовые модели: PCU-XSA0.7-2M-1V, PCU-XSB1.0-5M-5V
Подробное описание

Инфракрасный термометр – прибор для умных людей. Часть 1

Температура является важнейшей физической величиной, для измерения которой придуманы многочисленные методы. В данной статье рассмотрен бесконтактный способ измерения температуры при помощи инфракрасного термометра MT4004.
С одной стороны, прибор очень прост в эксплуатации: наведи термометр на объект, нажми на кнопку – получишь результат, и твоя мечта осуществится! Так пела группа “Технология”.
Но что же ты не рад?

Все потому, что владелец термометра должен обладать некоторыми знаниями, чтобы правильно определять (но ещё лучше – сравнивать) температуру и умело использовать прибор. А термометр поможет уменьшить его расходы и даже спасти жизнь.
Об этих знаниях, практическом применении и тонкостях в работе с инфракрасным термометром рассказано в статье. Не обойдется без волнительного разбора прибора с изучением его внутренностей.

Можно ли проверить работоспособность пульта дистанционного управления при помощи термометра?
Считается, что пчелы и бабочки находят цветок по запаху или цвету. А как вам “тепловая” версия?
Как термометр поможет в уменьшении расхода топлива автомобиля?
Дуть или не дуть, чтобы остудить чай или суп (заявка на премию)?
Почему при кормлении ребенка берут кашу с края тарелки?
Как измерить среднюю температуру по больнице?
Измеряет ли пирометр температуру воздуха?
Как найти трубки (кабель) теплого пола?
Почему мы мёрзнем при ветре?

Змеи, кнопки и парадокс чайника

Если не брать в расчет различные виды производства с соблюдением технологических режимов, то абсолютное большинство людей точно знает лишь несколько значений температур: плавления льда, тела здорового человека, кипения воды.
Но даже эти знакомые всем цифры 0, 36,6 и 100 имеют отклонения. Температура тела в разных местах отличается, температура кипения воды зависит от атмосферного давления и т. д.
Температура всего остального нас волнует на уровне “жарко-холодно” и главное, чтобы она не выходила за привычные рамки.

Определить температуру на расстоянии человек может косвенным образом через органы слуха (зашипело), обоняния (сгорело) и зрения (убежало).
Но основной канал, это 16 000 тепловых рецепторов, разбросанных по всему телу, благодаря чему он чувствует тепловое излучение от Солнца, костра и батареи отопления.
Гремучие змеи имеют два рецептора, обладающих более высокой, чем у человека чувствительностью в инфракрасном диапазоне, что позволяет им охотиться в полной темноте.

Чтобы расширить свои возможности по дистанционному измерению температуры, человек изобрел инфракрасный термометр, одним из представителей которого является модель МТ4004, позволяющая производить быстрое измерение температуры поверхности.

Для проведения измерения необходимо нажать на кнопку включения “ON”, расположенную рядом с индикатором.
При кратковременном нажатии, термометр произведёт измерение и зафиксирует результат на 15 секунд – до отключения прибора, что удобно для определения температуры в труднодоступных местах. Перед отключением индикатор демонстрирует надпись “oFF”.
Если кнопку “ON” держать в нажатом состоянии, то термометр переходит в режим непрерывных измерений с частотой два раза в секунду. Выбранная скорость позволяет с легкостью считывать обновляемые показания.
Вообще у прибора две кнопки. Вторая – “C/F”, расположена с обратной стороны корпуса и скрыта в недрах прибора. Доступ к ней производится через отверстие в корпусе при помощи зубочистки или слегка заостренной спички. Кнопка позволяет отображать температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта. Для переключения режима отображения включают термометр кратковременным нажатием кнопки “ON”, и затем нажимают кнопку “C/F”. В нашей стране градусы Фаренгейта практически не используются.
Рабочий диапазон термометра -27,4… +428 градусов Фаренгейта (-33… +220 Цельсия), поэтому фильм “451 градус по Фаренгейту” снять не удалось. Для поджигателей бумаги прибор пишет ”Hi”, что означает превышение верхнего предела измерений.
На южном полюсе прибор напишет “Lo”.
В двух испытаниях встречалась надпись “Er2” – когда термометр полоснула струя воздуха температурой 650 градусов Цельсия и когда он слишком близко приблизился к огню газовой комфорки. Возможно, это был перегрев датчика. Логично, что должна существовать и надпись “Er1”, но мне она не показалась (может оно и к лучшему?).

Чайник, это не только характеристика начинающего специалиста. Этим словом также именуют емкость для нагрева воды.
Измерим температуру кипящего чайника. К сожалению, струя свистящего пара на фотографии не наблюдается, но она есть (как тот суслик, которого не видно). Из показаний прибора и зависимости температуры кипения от высоты можно подумать, что измерения производятся на высоте 22,5 км. Но на самом деле, все происходит гораздо ниже, так как виден оператор без скафандра.

Если этот же чайник использовать в походах, то в зависимости от степени его закопчености, при кипении воды температура корпуса возрастет до 95...98 градусов.
Что изменилось кроме сажи, появившейся на стенках сосуда?
Парадоксальное на первый взгляд явление объясняется просто. При одной и той же температуре различные поверхности излучают по-разному: одни сильнее, другие – слабее.

Изучение инфракрасного излучения и сложности его измерения

Радиация, это излучение, которое может быть ионизирующим, тогда для его измерения применяются дозиметры, которые будут рассмотрены позже. В сегодняшнем рассказе под радиацией понимается тепловое (инфракрасное) излучение, которое измеряется радиационным пирометром.

Хотя человечество использовало тепловое излучение гораздо раньше его открытия в 1800 году, интенсивное изучение инфракрасного диапазона электромагнитных волн началось именно с этого момента благодаря английскому астроному Уильяму Гершелю.

В диапазоне температур от абсолютного нуля (не включительно) до планковской, все тела испускают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.
По закону Стефана – Больцмана, полная объёмная плотность равновесного излучения и полная испускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени температуры.
Значит, измерив мощность излучения можно определить температуру поверхности.
Но кроме того, что чувствительный элемент радиационного термометра не работает во всём диапазоне излучения, имеется ряд других но…
1. В законе Стефана – Больцмана имеется ввиду общее количество излучаемой энергии. Распределение энергии по спектру излучения описывается в формуле Планка, сформулированной в 1900 году. Даже при одной температуре, излучение состоит из множества излучений, имеющих разную длину волн, но при этом в спектре имеется единственный максимум.
2. Положение максимума в спектре зависит от температуры объекта и определяется законом смещения Вина. Пример: в видимом диапазоне при нагреве металла он становится красным, а при повышении температуры область излучения “уходит” в область высоких частот, изменяя цвет до синего, что используют в своей работе кузнецы и термисты.
Выражение “довести до белого каления” означает – очень сильно разогреть. И нежелательно это делать с людьми.
Для нас важно то, что с изменением температуры объекта, мощность теплового излучения на рабочей частоте датчика (приемника) термометра изменяется, и это необходимо учитывать при измерениях, особенно для приборов с широким диапазоном измерения.
3. По закону излучения Кирхгофа, отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.
Обратите внимание на слова “при данной температуре”. Для разных температур этот коэффициент различен – даже у одного тела.
Черное тело поглощает все падающее на него излучение, следовательно, его коэффициент излучения также равен единице.
С точки зрения термодинамики все остальные реальные тела являются не черными, а серыми (даже в том случае, если для нас они кажутся черными или невидимыми) – они имеют способность к поглощению меньше единицы, а следовательно, коэффициент их излучения также меньше единицы.
На начальном изучении теплового излучения различных материалов, данный факт был продемонстрирован в 1804 году при помощи заполненного горячей водой полого куба Лесли, у которого вертикальные стенки покрыты слоем различных материалов: золота, серебра, меди и сажи. Сторона сажи (близка к черному телу) имеет мощность излучения намного больше, чем трех других.
В чайнике, который был показан выше, нет золота и серебра, но суть процессов аналогичная.

Питер ван Мушенбрук (автор первого конденсатора под названием “лейденская банка”) в 1731 году изобрел оптический пирометр, в котором температура объекта определялась по цвету и яркости.

В данном обзоре рассматривается радиационный термометр, в котором измеряется мощность (интенсивность) теплового излучения в одной полосе спектра излучения, на основании чего вычисляется значение температуры.
Также существуют пирометры спектрального отношения (цветовые), имеющие несколько приемников, работающих в разных частях спектра. Их принцип работы основан на зависимости энергетической яркости от температуры сразу в нескольких областях спектра.

Первый переносной пирометр появился в 1967 году. С тех пор происходит улучшение массогабаритных характеристик, точности измерений и возможностей.

Прибор и его разбор

40 грамм – таков результат взвешивания термометра, габаритные размеры которого 86,5х19,4х14,8 мм сравнимы с моим безымянным пальцем и лишь немного превышают размер элемента питания формата АА.

С одной стороны, для такой малютки масса достаточно большая, но металлический корпус, кроме красоты, солидности и крепости имеет другую важную функцию – позволяет прибору максимально быстро набрать температуру окружающей среды, что улучшает точность измерения.
Миниатюрный размер корпуса позволяет производить измерения в таких местах, куда доступ другим пирометрам затруднён или невозможен.

У людей большая масса определяется качественным питанием. А что питает инфракрасный термометр?
Батарея питания состоит из двух щелочных (марганцево-цинковых) элементов типа LR44, аналоги: L1154, A76, G13, (типоразмер 357) с напряжением 1,5 вольт и ёмкостью 150 мА·час.
С серебряно-цинковыми элементами типа V357, SR44, имеющими рабочее напряжение 1,55 вольт и ёмкость до 200 мА·час работа инфракрасного термометра не проверялась.
В качестве эксперимента, были испытаны воздушно-цинковые элементы питания ZA675 (PR44) с напряжением 1,4 вольта и ёмкостью 650 мА·час! При проверке напряжения обнаружилось, что только что приобретенный элемент, годный до июля 2017 года, вырабатывает всего лишь 1,01 вольта. Первая мысль была вернуть их продавцу, но пришла вторая, которая помогла найти интересный фильм. Про низкое напряжения в нём явно не сказано, но после отклейки защитной пленки, препятствующей поступлению воздуха, напряжение стало увеличиваться и через пару-тройку минут возросло до 1,4 вольта, что является нормой для данного типа элементов питания — интересный факт, малоизвестный широкой публике.

Элементы устанавливаются в отсек, доступ к которому открывается после откручивания хромированной крышки.
Маркировка элементов питания и правильная установка показаны на картинке внутри отсека.

На внутренней стороне крышки имеется серийный номер изделия. Номерная часть наклеена не на основную деталь прибора, но её наличие придает изделию солидность.

На корпусе прибора имеется обозначение “CE”, что подтверждает соответствие продукции европейским стандартам безопасности для человека, имущества и окружающей среды.

Изучение внутренностей корпуса приводит к мысли, что плату прибора можно извлечь только через батарейный отсек.
Попытка зацепить пластмассовую обойму, окружающую элемент питания Г-образной проволокой, не увенчалась успехом. Причина в том, что защитное стекло, закрывающее ЖК-индикатор прибора, установлено вровень с металлическим корпусом и препятствует началу движения.

На этом пластмассовом “стеклышке” видны боковые фиксаторы, поэтому возникла идея, что для разборки необходимо сковырнуть его наверх. Попытка реализовывалась при помощи тонкого канцелярского лезвия, затем (при появлении щели) обычного ножа, и в конце использовалась тонкая отвертка.
Результат операции: повреждено два лезвия канцелярского ножа (не жалко), сломан один фиксатор на стекле (жалко), на стекле появились царапинки (сильно жалко), термометр немножко потерял свой товарный вид (огорчительно). Именно поэтому разбор устройства желательно делать по окончанию всех экспериментов с фотографированием.
После того, как отвертка проникла между защитным стеклом и индикатором, противоположная стенка защитного стекла “провалилась” внутрь металлического корпуса… Стало понятно, что конструктором данного изделия использовано решение, которое заставляет им восхищаться (конструктором).
Разборка производится не просто, а гениально просто! Никаких приспособление не нужно, фиксация происходит за счёт пружинящих свойств пластмассовой гильзы и токосъёмника, приподнимающих защитное стекло в вырез смотрового окна.

Чтобы разобрать термометр МТ4004 необходимо:
1. извлечь элементы питания;
2. опустить резиновый толкатель кнопки ниже корпуса для облегчения последующего выталкивания;
3. надавить пальцем на защитное стекло индикатора так, чтобы оно опустилось ниже корпуса и вытолкнуть внутреннюю часть прибора через батарейный отсек.

После извлечения пластмассовой гильзы имеем следующую картинку, где в том числе видны воздушно-цинковые элементы питания с отверстиями для поступления воздуха, а также стеклышко с отломанным ушком.

Обратная сторона гильзы.
Контроллер выполнен в безвыводном исполнении и залит компаундом.
Плата покрыта лаком, нанесена бумажная маркировка на контроллер, а также обозначение маркером на плате.
Помимо мелочевки, из опознаваемых деталей имеются:
93C46V1 – микросхема последовательного EEPROM с организацией 64 регистра по 16 бит или 128 регистров по 8 бит, общая ёмкость 1 024 бит. Напряжение питания от 1,8 до 5,5 вольт. Программа в такой объём поместиться не может. Скорее всего, в ней записаны константы для калибровки конкретного датчика.
Прямоугольный конденсатор сравнительно большого размера с обозначением 104J63, что расшифровывается как 0,1мкФх63В.
Кнопка включения “ON”.
Один винт отсутствует, так как в обойме не предусмотрено место для его крепления.

Судя по внешнему виду, в качестве чувствительного элемента, в термометре использован аналоговый датчик, похожий на TPS333, работающий в диапазоне от 5 до 14 мкм (µm).

На другой стороне платы расположены: ЖК-индикатор, кварц на 32 768 Гц и кнопка “C/F” (её корпус выше. чем у кнопки “ON”).

К качеству пайки, сборке и монтажу претензий не имеется, всё выполнено на высоком уровне.

Во второй части ожидаются интересные эксперименты с использованием данного термометра.
Фотоальбом “Инфракрасный термометр” с многочисленными фотографиями, в том числе, и не вошедшими в обзор инфракрасного термометра.
Ссылка на страницу, где можно познакомиться с техническими характеристиками, различными способами применения и приобрести инфракрасный термометр МТ4004.

Продолжение статьи: "Дуть или не дуть, и другие опыты с инфракрасным термометром".

Бесконтактный инфракрасный термосканер (сканер температуры), термометр (пирометр)

Бесконтактные инфракрасные сканеры температуры и термометры (пирометры)

Инфракрасный термометр или инфракрасный пирометр UIT TT40– это прибор, который определяет температуру с помощью регистрации лучей теплового излучения (иногда называется излучением черного тела), которая распространяется от измеряемого объекта. Такие термометры называются бесконтактными термометрами, поскольку термометр позволяет измерять температуру на расстоянии. Иногда инфракрасный термометр или инфракрасный пирометр называют точечным, так как он позволяет измерить температуру в точке на поверхности (обычно относительно небольшой области, которая определяется отношением расстояние / площадь поверхности).

Бесконтактный сканер температуры TS-50

Бесконтактный сканер температуры TS-50 (термосканер) – это прибор для оперативного измерения температуры человека с высокой точностью (температурный скрининг) без участия оператора в пропускных системах контроля доступа (для проходных).

Бесконтактный стационарный термометр TS-50 температуры предназначен для дистанционного измерения температуры человеческого тела.

Инфракрасный бесконтактный термосканер не требует привлечения дополнительного обслуживающего персонала и позволяет ограничить скопление людей в местах с повышенной возможностью распространения инфекции и, как следствие, обеспечивает дополнительную безопасность и скорость работы на предприятии.

Применяется для выполнения противоэпидемиологических защитных мер в местах скопления людей: в школах; в государственных учреждениях; в аэропортах; на вокзалах и т д.

Принцип действия бесконтактного сканера температуры TS-50

Инфракрасный термосканер можно установить в любом удобном для Вас месте. Персонал самостоятельно проводит измерение температуры (термоскрининг температуры), не касаясь прибора.

Для быстрого и точного измерения температуры тела, необходимо просто поместить запястье человека рядом с точкой обнаружения на расстоянии 3-х см.

ИК термосканер оснащен звуковой и цветовой индикацией. После скрининга температуры прибор оповестит о результатах измерения, что позволит предотвратить распространение инфекции.

Система обнаружения высокой температуры FLC 1

Система обнаружения высокой температуры FLC 1 предназначена для определения температуры человека на расстоянии до 2 метров, что позволяет проверить температуру до 5 человек одновременно.

Бесконтактный инфракрасный термометр UIT TT40

Принцип действия бесконтактного инфракрасного термометра UIT TT40

Простейший прибор состоит из линзы, которая фокусирует инфракрасное тепловое излучение на датчик, который преобразует интенсивность излучения на электрический сигнал, который может быть представлен в единицах температуры после того, как будет учтена температура окружающей среды. Такая конструкция позволяет осуществлять измерения температуры на расстоянии без контакта с объектом измерения. Таким образом, инфракрасный термометр используется для измерения температуры в условиях, когда термопара или другие подобные датчики не могут использоваться или не позволяют получить точные данные по разным причинам.

Звуковой и цветовой индикацией система оповестит о результатах измерения температуры, что позволит ограничить распространение инфекционных заболеваний среди персонала.

Использовать бесконтактный термометр на правильном расстоянии от контрольной поверхности.

Оптическое разрешение бесконтактного термометра называют показателем визирования. Этот показатель рассчитывается как отношение диаметра пятна (круга) на поверхности, излучение с которого регистрируется термометром (пирометром) к расстоянию до объекта. Для корректного измерения температуры тела инфракрасный пирометр следует держать на расстоянии 10-15 см от поверхности кожи, а сканер температуры проводит измерения температуры человеческого тела при расстоянии порядка 3-х см, что в свою очередь ограничит распространение вирусной инфекции.

Учитывать коэффициент эмиссии

Коэффициент эмиссии ε (коэффициент излучения, степень черноты) - способность материала отражать падающее излучение. Данный показатель важен при измерении температуры поверхности с помощью инфракрасного термометра (пирометра). Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно чёрного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0 до 1. Применение неверного коэффициента эмиссии — один из основных источников возникновения погрешности измерений для всех пирометрических методов измерения температуры.

Области применения бесконтактных инфракрасных сканеров температуры и термометров (пирометров)

Температурный скрининг – В связи с введением особых мер по предупреждению распространения опасных вирусных инфекций (в частности лихорадок, ОРВИ, в т.ч короновирусной) возникает необходимость оперативного выявления лиц с повышенной температурой тела в местах массового скопления людей. Именно инфракрасные термометры или пирометры обеспечивают комфортный для людей и безопасный для персонала метод определения температуры. Быстрая и надежная работа прибора определяет минимальную задержку потока людей через зону контроля.

Теплоэнергетика — для быстрого и точного контроля температуры на участках не доступных или мало доступных для другого вида измерения.

Электроэнергетика — контроль и пожарная безопасность, эксплуатация объектов.

Железнодорожный транспорт — контроль температуры букс и ответственных узлов грузовых и пассажирских вагонов.

Лабораторные исследования — при проведении исследований активных веществ в активных средах, а также в тех случаях, при которых контактный метод нарушает чистоту эксперимента (например, тело настолько мало что при измерении контактным методом потеряет существенную часть теплоты, или просто слишком хрупкое для такого типа измерения).

Строительство — пирометры применяют для определения теплопотерь в зданиях жилого и промышленного назначения, на теплотрассах, для эффективного нахождения прорывов теплоизоляционной оболочки.

Бытовое применение — измерение температуры тела, пищи при приготовлении, и многое другое.

Как купить бесконтактный инфракрасный термометр, стационарный пирометр или систему обнаружения высокой температуры

Чтобы купить бесконтактные инфракрасные термометры, пирометры обратитесь в компанию Укринтех, г. Харьков любым удобным для Вас способом: по указанным ниже телефонам, через форму обратной связи на страничке «Контакты». Мы осуществляем поставки приборам во все города Украины: Киев, Харьков, Днепр, Запорожье, Одессу, Львов, Кривой Рог, Мариуполь, Полтава, и т. д.

Бесконтактное измерение температуры металлических поверхностей

Соблюдение заданных температур является определяющим фактором процесса и качества практически на всех этапах промышленного производства. Бесконтактные измерительные инфракрасные термометры хорошо известны для измерения температуры. Это также относится к измерению металлов. Надлежащий мониторинг и контроль температуры технологического процесса требует очень хорошего руководства со стороны производителя или базовых знаний о методах измерения со стороны заказчика.Важные параметры, такие как коэффициент излучения и отражение, а также причины, по которым возникают ошибки измерения, будут объяснены в следующей статье. Также будет показано влияние на измерение металлов и объяснено, почему возможно надежное и воспроизводимое измерение.

После времени температура является наиболее часто измеряемым физическим свойством. Инфракрасные устройства измерения температуры определяют температуру через инфракрасное излучение, исходящее от объекта, без контакта с объектом.Но как работает бесконтактное измерение температуры? Какие проблемы возникают при измерении металлических поверхностей?

Массив инфракрасного излучения


Каждое тело с температурой выше абсолютного нуля 0 K (-273,15 ° C) испускает электромагнитное излучение со своей поверхности, которое пропорционально его внутренней температуре. Матрица инфракрасного излучения покрывает только ограниченную часть в общей решетке электромагнитного излучения. Он начинается в видимом диапазоне около 0.78 мкм и заканчивается на длинах волн примерно 1000 мкм. Длины волн от 0,7 до 14 мкм важны для измерения температуры в инфракрасном диапазоне. Выше этих длин волн уровень энергии настолько низок, что детекторы недостаточно чувствительны для их обнаружения, как вы можете видеть на иллюстрации ниже.

Излучение тела проникает в атмосферу и может быть сфокусировано на элемент детектора с помощью линзы. Детекторный элемент генерирует электрический сигнал, пропорциональный излучению.Этот сигнал усиливается и с помощью последовательной цифровой обработки сигналов преобразуется в выходной сигнал, пропорциональный температуре объекта. Значение измерения может отображаться на дисплее или выдаваться в виде сигнала.

Стандартные выходы для передачи результатов измерений в системы управления доступны в виде линейных сигналов 0 / 4-20 мА, 0-10 В и сигнала термопары. Кроме того, большинство используемых в настоящее время инфракрасных термометров предлагают цифровые интерфейсы (USB, RS232, RS485) для дальнейшей цифровой обработки сигналов и для доступа к параметрам устройства.

Поведение инфракрасного излучения на металлических поверхностях более подробно рассматривается в следующих параграфах. Предварительно будет представлен детектор и преобразование сигнала в температуру объекта.

Расчет температуры с помощью инфракрасного излучения


Детектор как датчик излучения определяет наиболее важный элемент каждого инфракрасного термометра. Сигнал возникает из-за возникающего электромагнитного излучения, которое полностью поддается оценке.Сигнал детектора U связан с температурой объекта T Объект следующим образом:

Сигнал детектора, который возникает из испускаемого излучения объекта в пределах всей радиационной решетки, увеличивается пропорционально четвертой степени абсолютной температуры объекта. . Это означает: если температура объекта измерения удвоится, сигнал детектора увеличится в 16 раз.

Формула изменяется, так как необходимо учитывать коэффициент излучения ε объекта и отражающее окружающее излучение от поверхности объекта T Ambient , а также собственное излучение инфракрасного термометра T Pyro :

Кроме того, инфракрасные термометры не работают во всем массиве излучения.Показатель степени зависит от длины волны. N означает длину волны от 1 до 14 мкм в диапазоне 17… 2, для коротковолновых измерительных приборов для определения температуры металла (от 1,0 до 2,3 мкм) диапазон составляет 15… 17:

Возникает температура объекта из-за сдвига последней упомянутой формулы. Результаты этих расчетов сохраняются в виде массива кривых в EEPROM инфракрасного термометра для всех возникающих температур:


Таким образом, инфракрасные термометры получают достаточно сигнала для измерения температуры.Из формулы видно, что помимо диапазона длин волн (решетки излучения), отражающее окружающее излучение, а также коэффициент излучения имеют решающее значение для точного измерения температуры. Важность этих параметров будет определена и объяснена ниже.

Черное тело как важная ссылка


Уже примерно в 1900 году Планк, Стефан, Больцман, Вин и Кирхгоф определили электромагнитный спектр более подробно и установили качественную и количественную согласованность для описания инфракрасной энергии.Черное тело формирует основу для понимания физических основ технологии бесконтактного измерения температуры и калибровки инфракрасных термометров.

С одной стороны, черное тело - это тело, которое поглощает все происходящее излучение. На теле не возникает ни отражения (ρ = 0), ни пропускания (τ = 0). С другой стороны, черное тело излучает максимум возможной энергии для каждой длины волны, в зависимости от его собственной температуры. Конструкция черного тела проста.Тепловой полый корпус имеет небольшое отверстие на одном конце. Если тело нагревается и достигает определенной температуры, внутри полого помещения распространяется сбалансированная температура.

Закон излучения Планка показывает основную корреляцию для бесконтактных измерений температуры: он описывает спектральное специфическое излучение Mλs черного тела в полупространство в зависимости от его температуры T и длины волны λ (c: скорость света, h: планка константа):

На диаграмме для каждого примера температуры логарифмически показано спектральное излучение Mλs черного тела по длине волны.

Можно получить несколько согласований, но в дальнейшем будут названы только две. Интегрируя спектральную интенсивность излучения для всех длин волн от 0 до бесконечности, вы можете получить значение излучения тела в целом. Эта корреляция называется законом Стефана-Больцмана. Практическая важность бесконтактного измерения температуры уже объяснялась в разделе, посвященном расчету температуры.

Вторая согласованность, которая очевидна из графического контура, состоит в том, что длина волны, состоящая из максимума излучения, перемещается в коротковолновую область при повышении температуры.Это поведение лежит в основе закона смещения Вина и может быть получено из уравнения Планка посредством дифференцирования.

Таким образом, высокая радиация является причиной, но не самой важной, почему металлические поверхности можно измерять с помощью коротких волн при высоких температурах. Длинноволновый диапазон также отличается высокой интенсивностью. Коэффициент излучения, отражение и их влияние на ошибки измерения имеют гораздо большее влияние, поскольку металлы являются селективными излучателями.

Металлические поверхности как селективные излучатели


На самом деле, лишь немногие тела соответствуют идеалу черного тела.На практике для калибровки датчика используются поверхности излучения, коэффициент излучения которых достигает 0,99 в пределах требуемой области длин волн. Температуру объекта можно определить с помощью измерения коэффициента излучения ε (эпсилон), который устанавливает соотношение между реальной величиной излучения объекта и величиной излучения черного тела для одной и той же температуры. Таким образом, коэффициент излучения всегда находится между нулем и единицей; недостающая часть излучения компенсируется указанием коэффициента излучения.

Многие подлежащие измерению поверхности имеют постоянную излучательную способность на всех длинах волн, но излучают меньше излучения по сравнению с черным телом. Их называют серым телом. Ряд неметаллических твердых тел демонстрируют высокий и относительно постоянный коэффициент излучения в длинноволновом спектральном диапазоне независимо от состояния их поверхности.

Объекты, например металлические поверхности, излучательная способность которых зависит, среди прочего, от температуры и длины волны, называются селективными излучателями. Существует ряд важных причин, по которым измерения на металлах должны проводиться только в коротковолновом диапазоне.Во-первых, металлические поверхности при высоких температурах, а также на коротких волнах (2,3 мкм; 1,6 мкм; 1,0 мкм) не только обладают самым высоким излучением, но и имеют самый высокий коэффициент излучения. Во-вторых, они приспосабливаются к излучательной способности оксидов металлов, так что перепады температур, вызванные изменением излучательной способности (теплового оттенка), сводятся к минимуму.

Еще одним важным фактором, влияющим на выбор коротковолнового инфракрасного термометра, является то, что металлы, по сравнению с другими материалами, могут иметь неизвестную излучательную способность.Коротковолновые устройства существенно уменьшают ошибки измерения при неправильно настроенных коэффициентах излучения.

Воспроизводимые измерения, несмотря на отражение


Чем ниже коэффициент излучения поверхности, тем больше отраженного излучения получает инфракрасный термометр от окружающей среды. Поскольку большинство тел, как и металлы, не пропускают в инфракрасном диапазоне, применяется следующая формула:
ε + p = 1
В этом случае ε - коэффициент излучения, а ρ - отражение.Инфракрасное излучение, которое оценивается устройством и преобразуется в температуру, не только зависит от коэффициента излучения металлической поверхности (и доли компенсированного излучения), но и имеет решающее значение через горячие предметы в окружающей среде (T Ambient ), такие как комплектующие и духовки.

Параметр T Ambient следует рассматривать более внимательно, чем ниже температура измеряемой металлической поверхности и чем выше температура, отраженная от окружающей среды.Степень отражения де-факто обычно направлена, и поэтому ее легко определить.

Степень отражения может быть представлена ​​в виде размера и обеспечивает воспроизводимые результаты измерений.

Инфракрасные термометры на практике: процессы индукционной закалки и индукции


Примером измерения металлических поверхностей является термообработка вместо индукционной закалки. Во время этого процесса компонент помещается в сильное переменное поле, нагревается и замораживается в требуемой структуре.Можно регулировать проникновение тепла в материал локально, регулируя частоту; обрабатываются только части компонента. Требуемая структура металла зависит от идеального температурно-временного процесса, поэтому очень важно постоянно контролировать температуру.

Важными параметрами инфракрасного термометра являются:

  • Измерительная головка отсоединена от электронного блока; следовательно, нет влияния электромагнитного поля на результаты измерений
  • Длина волны (1.0 мкм / 1,6 мкм / 2,3 мкм) особенно для металлических поверхностей
  • Компенсация окружающей температуры (T Ambient ), например через эталонную температуру
  • Надежное измерение температуры металлов от 50 ° C до 1800 ° C (от 122 ° F до 3272 ° F)
  • Быстрый контроль температуры путем измерения в течение 1 мс
  • Измерение мелких компонентов с помощью высокого оптического разрешения (размеры от 0,7 мм [0,03 дюйма]) и маркировка размера пятна с помощью двойного лазерного визирования


Инфракрасный термометр optris для измерения температуры металла


Optris предлагает широкий ассортимент металлических пирометров, а также инфракрасных камер для множества применений в металлургической промышленности.

Измерение высоких температур на металле


Следующие инфракрасные термометры идеально подходят для измерения очень высоких температур металлов, оксидов металлов, а также керамики:

Низкотемпературные измерения металлов

Несколько применений в металлургической промышленности имеют место в более низких температурных диапазонах. Для этих нужд Optris предлагает следующие инфракрасные термометры:

Измерение жидких металлов

Благодаря чрезвычайно короткой длине волны измерения следующие пирометры идеально подходят для измерения температуры расплавленных металлов:

Тепловизоры для измерений на металле

Тепловизоры серии optris PI также предлагают специальные устройства для измерения температуры металла, которые охватывают следующие температурные диапазоны:

Как получить отличные результаты с помощью инфракрасного термометра

Измерьте диаметры пятна инфракрасного термометра Fluke 63 на трех расстояниях.Инфракрасные термометры

позволяют быстро измерять температуру на расстоянии и не касаясь измеряемого объекта. Они настолько полезны, просты и даже забавны в использовании, что стали такими же обычными на кухнях, как и на заводских цехах. Инфракрасные термометры часто используются для обнаружения перегретого оборудования и электрических цепей, но у них есть сотни других применений.

Однако есть несколько ошибок при использовании инфракрасного термометра, который может давать показания, которые вводят в заблуждение или просто неверны.К счастью, эти источники ошибок легко избежать или обойти.

Распространенное применение инфракрасных термометров в промышленности

  • Обнаружение неисправных клемм в электрических цепях большой мощности
  • Обнаружение перегруженных автоматических выключателей
  • Определение предохранителей с номинальной мощностью или близкой к их текущей номинальной емкости
  • Выявление проблем в электрическом коммутационном аппарате и измерение температуры подшипников в больших двигателях или другом вращающемся оборудовании
  • Выявление «горячих точек» в электронном оборудовании
  • Выявление утечек в герметичных резервуарах
  • Устранение неисправностей конденсатоотводчиков
  • Обнаружение дефектной изоляции в технологических трубах или других изолированных технологических процессах
  • Регистрация температуры технологического процесса показания

1.Измерять больше, чем вы думали?

Каждый инфракрасный термометр имеет соотношение «расстояние к точке» (D: S), которое показывает диаметр измеряемой области по сравнению с расстоянием от цели. Например, если ваш термометр имеет отношение расстояния к точке 12: 1, он измеряет точку диаметром примерно один дюйм, когда она находится в 12 дюймах от цели (примерно 2,5 см на 30 см). Если вы попытаетесь использовать этот термометр для измерения площади в два дюйма (5 см) даже с расстояния всего в несколько футов (1 м), вы не получите точного результата, потому что термометр также будет измерять температуру. за пределами области, которую вы хотите измерить.

Отношение расстояния к точке сильно различается (от примерно 1: 1 на самых дешевых термометрах до примерно 60: 1 на топовых моделях) и незначительно варьируется в зависимости от расстояния, поэтому обязательно проверьте этикетку на термометре или в руководстве.

2. Увести лазером?

Большинство портативных инфракрасных термометров имеют лазерные указатели, которые показывают приблизительный центр области измерения. Важно знать, что лазер - это всего лишь указатель и не используется для фактического измерения температуры.Другое распространенное заблуждение заключается в том, что термометр измеряет площадь, освещенную лазерным лучом. Место измерения всегда шире.

3. Яркие блестящие предметы смущают?

Инфракрасные термометры обладают хорошей точностью при измерении большинства объектов, но блестящие, отражающие поверхности могут стать проблемой. Будьте особенно осторожны при измерении температуры блестящих металлических предметов, но даже отражения от глянцевой краски могут повлиять на точность. Накладывая кусок неотражающей ленты (например, изоленты) на блестящую поверхность или нанося немного плоской краски, вы получаете цель, с которой вы можете получить более точные измерения.

Выполнение измерений на неотражающей ленте или плоской краске помогает избежать ошибок, вызванных блестящими поверхностями.

Причина этого в том, что не все материалы излучают одинаковое количество инфракрасной энергии, когда они имеют одинаковую температуру. В общем, большинство материалов излучают больше инфракрасной энергии, чем блестящие металлы - у них более высокая «излучательная способность». (Коэффициент излучения выражается числом от 0 до 1, где 0 означает отсутствие излучения, а 1 - полное излучение). Отражающие поверхности обладают меньшей эмиссионной способностью, чем матовые.Выветрившиеся или окисленные металлы обладают большей эмиссией, чем полированные блестящие металлы.

Если вам необходимо регулярно снимать показания температуры на объектах с низким коэффициентом излучения, подумайте об ИК-термометре, который позволяет вам компенсировать изменения коэффициента излучения. Например, инфракрасный термометр Fluke 561 позволяет установить коэффициент излучения на «Высокий» (для измерения большинства поверхностей, таких как дерево, краска, резина, штукатурка или бетон), «Средний» (для окисленных металлов или гранита, например). , или «Низкий» (для блестящих металлов).

4. Затененная оптика?

То, где вы используете инфракрасный термометр, также может повлиять на его точность. Например, если между целью и термометром есть пар или пыль, часть инфракрасной энергии может быть отклонена до того, как достигнет термометра. Точно так же грязная или поцарапанная линза вашего ИК-термометра может ухудшить его способность «видеть» инфракрасную энергию, необходимую для измерения. Объектив, который запотел, когда термометр принесен в теплую комнату из более холодной окружающей среды, также может повлиять на точность.

5. Температурный шок?

Наконец, для достижения максимальной точности, лучше подождать некоторое время (обычно достаточно около 20 минут), чтобы ваш ИК-термометр достиг температуры окружающей среды, если поднести термометр к окружающей среде, которая значительно теплее или холоднее, чем та, в которой он находился. хранился.

Бесконтактные инфракрасные термометры предлагают отличное сочетание скорости, удобства и точности, но только при правильном использовании.

Чтобы получить наилучшие результаты, не забудьте:

  • Знать отношение расстояния к точке инфракрасного термометра и подойти достаточно близко к цели, чтобы термометр считывал только ту область, которую вы хотите измерить.
  • Остерегайтесь (и компенсируйте) блестящие объекты с "низким коэффициентом излучения".
  • Помните, что пар или пыль могут повлиять на точность ИК-термометров.
  • Следите за чистотой линзы термометра и без царапин.
  • Для получения наиболее точных результатов подождите, пока термометр нагреется до температуры окружающей среды.

Получить информационный бюллетень Fluke

Инфракрасные термометры | Instrumart

Инфракрасные термометры - это устройства для измерения температуры, которые используют электромагнитное излучение для бесконтактного измерения температуры поверхности.Инфракрасный термометры, иногда называемые пирометрами, широко используются во многих отраслях промышленности и в различных средах. Они особенно полезны для приложений где желательны быстрые точечные показания температуры или где обычные датчики температуры не могут быть легко использованы.

Термометры можно разделить на контактные и бесконтактные. Контактные термометры, как следует из названия, должны касаться цели, чтобы определить ее температура. Например, термометр, висящий снаружи, измеряет температуру воздуха, находясь в непосредственном контакте с ним.Биметаллические термометры и те, которые используют термопары и RTD, являются примерами контактных термометров. Контактные термометры недорогие и точные, что делает их самый распространенный тип термометра при измерении температуры.

Однако у контактных термометров есть ограничения. Им часто нужно время, чтобы «нагреться», что делает их более подходящими для стационарного или постоянного монтажа. контролировать температуру, чем для быстрой выборочной проверки температуры.Недостаточное пространство, расстояние, движущиеся цели или условия окружающей среды также могут ограничивать их способность контактировать со средой. Именно в этих ситуациях инфракрасные термометры лучше всего подходят.

Приложения для инфракрасных термометров

Инфракрасные термометры очень универсальны, что делает их незаменимыми инструментами в арсенале технических специалистов. Их можно использовать где угодно и когда угодно. Некоторые общие приложения включают:

  • Проверка механического оборудования на наличие горячих точек, которые могут быть признаком надвигающейся неисправности
  • Проверка электрических панелей, автоматических выключателей и розеток на наличие горячих точек
  • Проверка температуры нагревателя или печи для калибровки и контроля
  • Обнаружение горячих точек / выполнение диагностики при производстве электрических плат
  • Проверка горячих точек при пожаротушении
  • Контроль материалов в процессе нагрева и охлаждения, для исследований и разработок или контроля качества производства
  • Выявление горячих / прохладных мест во время осмотра дома для обнаружения сквозняков или определения достаточности изоляции
  • Проверка температуры в рамках технического обслуживания автомобиля

Как работают инфракрасные термометры

Инфракрасное излучение - это одна из многих форм электромагнитной энергии, состоящая из длин волн энергии, чуть более длинных, чем у видимого света.Инфракрасный, Как и видимый свет, инфракрасный свет может фокусироваться, отражаться или поглощаться.

Все вещества с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают инфракрасную энергию из-за естественной вибрации молекул. Эта вибрация и соответствующий инфракрасный энергия пропорциональна температуре вещества - чем теплее вещество, тем больше вибрации и излучается больше инфракрасной энергии.

Инфракрасные термометры используют линзу для фокусировки инфракрасной энергии, излучаемой объектом, на детектор, называемый термобатареей.Детектор, в свою очередь, преобразует это энергия в электрический сигнал, который после компенсации температуры окружающей среды отображается в единицах температуры. Фильтрация и обработка сигналов усиливает и стабилизирует сигнал для более точных и линейных показаний.

Технические характеристики и характеристики инфракрасных термометров

Как и большинство приборов, инфракрасные термометры доступны в различных стилях со спецификациями, соответствующими вашему бюджету и потребностям.Некоторые из самых общие характеристики и функции включают в себя:

Коэффициент излучения: Коэффициент излучения относится к способности материала излучать тепловое излучение. Все материалы поглощают, отражают и излучают сияние. энергия. Однако некоторые материалы справляются с этим лучше, чем другие. Таким образом, коэффициент излучения - это отношение излучения, испускаемого поверхностью. материала к излучению, испускаемому черным телом , совершенным поглотителем и излучателем энергии при одинаковой температуре.Вся радиация поглощенный черным телом, он также будет испускать его. Таким образом, черные тела имеют коэффициент излучения 1,0. Темные материалы с шероховатой поверхностью обычно имеют высокая излучательная способность. Асфальт, например, имеет коэффициент излучения 0,90, что означает, что он поглощает и излучает 90 процентов лучистой тепловой энергии и отражает только 10 процентов.

Нижний край шкалы коэффициентов излучения будет идеальным отражателем, который отражает, а не поглощает все излучение. Излучательная способность этого теоретического поверхность будет 0.0. Яркие глянцевые материалы обычно имеют низкий коэффициент излучения. Алюминиевая фольга, например, имеет коэффициент теплового излучения 0,03, что означает поглощает и излучает только 3 процента излучаемой тепловой энергии при отражении 97 процентов. Получение точных измерений на материалах с низким коэффициентом излучения может быть очень сложно.

Хотя некоторые базовые модели инфракрасных термометров имеют фиксированный коэффициент излучения, многие из них имеют регулируемые настройки коэффициента излучения, которые могут быть определены пользователем.Излучательная способность В таблицах представлены стандарты для обычных материалов, позволяющие пользователям настраивать параметры моделей с такой возможностью.

Отношение расстояния к точке: Отношение расстояния к точке, обычно сокращенно D: S, относится к размеру области измерения (точки), когда устройство удерживается на определенном расстоянии от цели. Например, прибор с соотношением D: S 20: 1 будет производить измерительное пятно диаметром 1 дюйм при удерживании на расстоянии 20 дюймов от мишень или 2-дюймовая точка, когда ее держат на расстоянии 40 дюймов.Это важно, поскольку пятно представляет собой область, по которой усредняются температуры. Если фактическая цель очень мала, Лучше всего иметь устройство с более высоким коэффициентом, чтобы не рисковать неточными измерениями, включая области, не являющиеся целевыми для измерения. Расчет размер пятна, использующий соотношение D: S, может вводить в заблуждение для устройств с близким фокусом или устройств с большим расстоянием

Спектральный диапазон: Инфракрасный свет состоит из длин волн от 0,7 до 1000 мкм.Спектральный диапазон относится к определенному диапазону длин волн. фиксируется инфракрасным термометром. Большинство инфракрасных термометров имеют толщину менее 20 мкм. Это связано как с экономической эффективностью, так и с отрицательным влиянием на точность, вызванная атмосферой на более длинных волнах.

Лазерный прицел: Лазерный прицел часто встречается на инфракрасных термометрах. Их единственная функция - помогать прицеливаться. Фактическая площадь измерения больше красной точки.

Стационарное и портативное: Большинство тепловизоров являются портативными, что делает их идеальными для выборочной проверки температуры в целях технического обслуживания, поиска и устранения неисправностей или проверки. Однако некоторые из них предназначены для фиксированного монтажа как часть приложения процесса. Доступен широкий диапазон выходов для интеграции в систему управления.

Кроме того, инфракрасные термометры могут включать в себя ряд других, таких как связь, регистрация данных, защита от проникновения и другие.

На что следует обратить внимание при выборе инфракрасного термометра:

  1. Следует использовать устройство в ручном или стационарном исполнении?
  2. Какой размер и расстояние до цели?
  3. Какой тип поверхности измеряется?
  4. Какой требуемый температурный диапазон?
  5. Каков приемлемый уровень точности?
  6. Какая окружающая среда?
  7. Нужны ли данные или связь?
  8. Каковы требования к выходу?

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно инфракрасных термометров, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров, отправив нам электронное письмо по адресу sales @ instrumart.ком или по телефону 1-800-884-4967.

Фиксированные инфракрасные термометры | Instrumart

Фиксированные инфракрасные термометры постоянно устанавливаются на месте для контроля температуры технологического процесса. Для многих приложений, таких как производство, контроль качества и процессы обслуживания; температура - важная переменная, которую необходимо учитывать. Инфракрасные термометры, использующие электромагнитные излучения для бесконтактного измерения температуры поверхности, идеальны благодаря широкому диапазону температур, точности и универсальности.

Инфракрасные термометры - это устройства для измерения температуры, которые используют электромагнитное излучение для бесконтактного измерения температуры поверхности. Инфракрасные термометры, иногда называемые пирометрами, широко используются во многих отраслях и средах. Они особенно полезны для приложений, в которых быстрая точечная температура показания желательны или там, где обычные датчики температуры не могут быть легко использованы.

Термометры можно разделить на контактные и бесконтактные.Контактные термометры, как следует из названия, должны касаться объекта, чтобы определить его температуру. Например, термометр, висящий снаружи, измеряет температуру воздуха, находясь в непосредственном контакте с ним. Биметаллические термометры и термометры, использующие термопары и RTD - все это примеры контактных термометров. Контактные термометры недорогие и точные, что делает их наиболее распространенным типом термометр в измерении температуры.

Однако у контактных термометров есть ограничения.Им часто нужно время, чтобы «нагреться», что делает их более подходящими для стационарного или постоянного монтажа. контролировать температуру, чем для быстрой выборочной проверки температуры. Недостаточное пространство, расстояние, движущиеся цели или условия окружающей среды также могут ограничивать их возможность контакта со средой. Именно в этих ситуациях инфракрасные термометры лучше всего подходят.

Как работают инфракрасные термометры

Инфракрасное излучение - это одна из многих форм электромагнитной энергии, состоящая из длин волн энергии, чуть более длинных, чем у видимого света.Инфракрасный, вроде видимый свет, инфракрасный свет может фокусироваться, отражаться или поглощаться.

Все вещества с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают инфракрасную энергию из-за естественной вибрации молекул. Эта вибрация и соответствующая инфракрасная энергия пропорциональна температуре вещества - чем теплее вещество, тем больше вибрации и излучается больше инфракрасной энергии.

Инфракрасные термометры используют линзу для фокусировки инфракрасной энергии, излучаемой объектом, на детектор, называемый термобатареей.Детектор, в свою очередь, преобразует эту энергию в электрический сигнал, который после компенсации температуры окружающей среды отображается в единицах измерения температуры. Фильтрация и обработка сигналов усиливают и стабилизирует сигнал для более точных и линейных показаний.

Технические характеристики и характеристики стационарных инфракрасных термометров

Как и большинство приборов, фиксированные инфракрасные термометры доступны в различных стилях со спецификациями, соответствующими вашему бюджету и потребностям.Некоторые из самых общие характеристики и функции включают в себя:

Коэффициент излучения: Коэффициент излучения относится к способности материала излучать тепловое излучение. Все материалы поглощают, отражают и излучают лучистую энергию. Однако некоторые материалы справляются с этим лучше, чем другие. Следовательно, коэффициент излучения - это отношение излучения, испускаемого поверхностью материала. к излучению, испускаемому черным телом , совершенным поглотителем и излучателем энергии, при той же температуре.Все излучение, поглощаемое черное тело также будет испускаться им. Таким образом, черные тела имеют коэффициент излучения 1,0. Темные материалы с шероховатой поверхностью обычно имеют высокий коэффициент излучения. Асфальт, например, имеет коэффициент излучения 0,90, что означает, что он поглощает и излучает 90 процентов лучистой тепловой энергии и отражает только 10 процентов.

Нижний край шкалы коэффициентов излучения будет идеальным отражателем, который отражает, а не поглощает все излучение. Излучательная способность этой теоретической поверхности будет 0.0. Яркие глянцевые материалы обычно имеют низкий коэффициент излучения. Алюминиевая фольга, например, имеет коэффициент теплового излучения 0,03, что означает, что она поглощает и излучает только 3 процента излучаемой тепловой энергии при отражении 97 процентов. Получение точных измерений на материалах с низким коэффициентом излучения может быть очень сложной задачей.

Хотя некоторые базовые модели инфракрасных термометров имеют фиксированный коэффициент излучения, многие из них имеют регулируемые настройки коэффициента излучения, которые могут быть определены пользователем.Излучательная способность В таблицах представлены стандарты для обычных материалов, позволяющие пользователям настраивать параметры моделей с такой возможностью.

Отношение расстояния к точке: Отношение расстояния к точке, обычно сокращенно D: S, относится к размеру области измерения (точки), когда устройство удерживается на определенном расстоянии от цели. Например, прибор с соотношением D: S 20: 1 будет производить измерительное пятно диаметром 1 дюйм при удерживании на расстоянии 20 дюймов от мишень или 2-дюймовая точка, когда ее держат на расстоянии 40 дюймов.Это важно, поскольку пятно представляет собой область, по которой усредняются температуры. Если фактическая цель очень мала, Лучше всего иметь устройство с более высоким коэффициентом, чтобы не рисковать неточными измерениями, включая области, не являющиеся целевыми для измерения. Расчет размер пятна, использующий соотношение D: S, может вводить в заблуждение для устройств с близким фокусом или устройств с большим расстоянием

Спектральный диапазон: Инфракрасный свет состоит из длин волн от 0,7 до 1000 мкм.Спектральный диапазон относится к определенному диапазону захваченных длин волн. инфракрасным термометром. Большинство инфракрасных термометров имеют толщину менее 20 мкм. Это связано как с экономической эффективностью, так и с отрицательным влиянием на точность, вызванное атмосферой на более длинных волнах.

Кроме того, инфракрасные термометры могут включать в себя ряд других, таких как связь, регистрация данных, защита от проникновения и другие.

На что следует обратить внимание при выборе фиксированного инфракрасного термометра:

  1. Каков размер цели и расстояние?
  2. Какой тип поверхности измеряется?
  3. Какой требуемый температурный диапазон?
  4. Каков приемлемый уровень точности?
  5. Какая окружающая среда?
  6. Нужны ли данные или связь?
  7. Каковы требования к выходу?

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно стационарных инфракрасных термометров, не стесняйтесь обращаться к одному из наших инженеров, отправив нам электронное письмо по адресу sales @ instrumart.ком или по телефону 1-800-884-4967.

Коэффициент излучения

и его влияние на показания инфракрасного термометра

Что такое коэффициент излучения?

Согласно словарю Merriam Webster, коэффициент излучения составляет

: относительная способность поверхности излучать тепло за счет излучения

: отношение лучистой энергии, испускаемой поверхностью, к энергии, испускаемой черным телом при той же температуре.

Итак, вы можете думать об этом так: каждый материал или объект излучает лучистое тепло или инфракрасное излучение со своей собственной специфической скоростью .Конкретная скорость, с которой он излучает тепловую энергию, зависит от типа материала , из которого он сделан, свойств поверхности и температуры самого объекта .

Поскольку инфракрасный термометр измеряет инфракрасное излучение объекта для определения температуры, скорость, с которой измеряемый объект излучает инфракрасное излучение, должна быть учтена в показаниях термометра, чтобы они были точными.

Коэффициент излучения по существу сравнивает тепловое излучение материала с излучением идеального излучателя, черного тела '.’ Это черное тело имеет коэффициент излучения 1,0 и используется в качестве точки отсчета для идеального излучателя. То есть «черное тело» излучает полный спектр инфракрасной энергии излучения при измерении.

Коэффициент излучения также тесно связан с поглощением и отражением света. Весь свет, падающий на черное тело (падающий свет), поглощается черным телом. Вся инфракрасная составляющая излучается обратно, и падающий свет не отражается.

Материалы, которые не являются идеальными излучателями, отражают часть падающего света. Они излучают меньше инфракрасного света, чем излучатели идеального черного тела. Например, объект с полированной металлической поверхностью излучает гораздо меньше инфракрасного излучения, чем тот же объект, окрашенный матовой черной краской.

Роль излучательной способности в инфракрасных термометрах

Инфракрасные термометры измеряют температуру поверхности объектов путем измерения инфракрасного излучения, испускаемого поверхностью объекта. После этого они проводят прямую корреляцию между количеством обнаруживаемой лучистой энергии и температурой поверхности этого объекта.Но поскольку количество излучаемой лучистой энергии зависит от коэффициента излучения поверхности объекта, показания температуры термометра должны быть скорректированы на , чтобы коэффициент излучения был точным.

Шкала коэффициента излучения варьируется от относительного значения от нуля до единицы. Один представляет идеальный излучатель черного тела, а ноль означает нулевое тепловое излучение.

Большинство органических объектов имеют коэффициент излучения, близкий к 0,95. По этой причине многие ИК-термометры предварительно настроены на коэффициент излучения 0.95 . Однако объектов с гораздо более низким коэффициентом излучения, например полированного металла , дадут ложных показаний температуры . Это произойдет, если параметр излучательной способности не будет изменен до измерения температуры.

Некоторые моменты, на которые следует обратить внимание

Вас могут обмануть, предположив, что коэффициент излучения легко определить, просто посмотрев на объект. Однако это может быть довольно сложно определить оптически. Большинство людей может предположить, например, что блестящий металл и лед имеют одинаковые коэффициенты; или этот асфальт будет иметь коэффициент, близкий к коэффициенту идеального черного тела, используемого для построения шкалы излучательной способности.Фактически, у льда коэффициент 0,97, у блестящих металлов коэффициенты ближе к 0,1 или даже ниже, а коэффициент излучения асфальта составляет 0,88, что ниже, чем у льда; и уж точно далек от 1.0 идеального излучателя черного тела.

Есть еще одно соображение, касающееся значений коэффициента излучения и температуры. R единиц теплового излучения различаются при разных температурах . Хотя это изменение, как правило, незначительно, в некоторых материалах оно настолько выражено, что его необходимо учитывать при определении температуры с помощью инфракрасного термометра.

Отрасли солнечной энергии и энергосбережения разрабатывают новые материалы, которые используют преимущество высокой поглощающей способности (как у излучателя черного тела) для поглощения солнечной энергии, но, в отличие от черного тела, имеют очень низкий коэффициент излучения . Это обеспечивает материал, который является отличным солнечным рецептором , но который удерживает, а не высвобождает собранную солнечную энергию.

Справочная таблица коэффициентов излучения для материалов

Коэффициент излучения некоторых распространенных материалов (используйте эти значения только в качестве ориентировочных, мы не можем гарантировать их точность):

0,94 9048 0,84 - 0,95 9048 0
Алюминиевая фольга 0.04
Алюминий анодированный 0,90
Асфальт 0,93
Черный корпус, матовый 1,00
Кирпич хромированный, красный
0,79 0,05
Бетон 0,85 - 0,94
Медь полированная 0,02 - 0,05
Медь окисленная 0.87
Ткань 0,87 - 0,98
Оцинкованная труба 0,46
Стекло 0,92 - 0,95
Гранит 0,45 9048 Лед 0,97
Полированное железо 0,14 - 0,38
Железо ржаво-красное 0,61
Известняк 0.92
Мрамор, полированный 0,89 - 0,92
Мрамор, белый 0,95
Бумага, белая 0,68
Гипс, грубый
Кварцевое стекло 0,93
Резина, черная 0,95
Песок 0,90
Кожа, человеческая 0.98
Снег 0,80
Грунт 0,92 - 0,95
Серебро, полированное 0,02
Серебро окисленное 0,04 0,04
Сталь оксидированная 0,75
Сталь полированная 0,07
Лента электрическая, черная 0,97
Плитка 0.97
Вода 0,95–0,98
Дерево 0,86–0,90

Если вы обнаружите, что здесь отсутствуют материалы, мы составили более подробную таблицу коэффициентов излучения.

Сопутствующие товары

Что такое инфракрасный термометр?

Инфракрасный термометр - это датчик, который состоит из линзы для фокусировки инфракрасной (ИК) энергии на детекторе, который преобразует энергию в электрический сигнал, который может отображаться в единицах температуры после компенсации изменения температуры окружающей среды.

Эта конфигурация упрощает измерение температуры на расстоянии без контакта с измеряемым объектом (бесконтактное измерение температуры). Таким образом, инфракрасный термометр полезен для измерения температуры в условиях, когда термопары или другие датчики зондового типа не могут использоваться или не предоставлять точные данные по разным причинам.

Некоторые типичные обстоятельства - это когда объект измерения движется; где объект окружен электромагнитным полем, как при индукционном нагреве; где объект находится в вакууме или другой контролируемой атмосфере; или в приложения, где требуется быстрый ответ.

Если вам нужен сертификат калибровки для ваших инфракрасных устройств, Omega Calibration Services может предоставить вам его. Свяжитесь с нами.

Бесконтактное измерение температуры

Бесконтактные инфракрасные термометры позволяют инженерам получать точные измерения температуры в приложениях, где невозможно или очень сложно использовать какой-либо другой датчик температуры.

В некоторых случаях это связано с тем, что само приложение буквально разрушает датчик контактного типа, например, при использовании термопары или резистивного датчика температуры для измерения расплавленного металла. Если электрические помехи сильны, например, при индукционном нагреве, электромагнитное поле, окружающее объект, приведет к неточным результатам в обычных датчиках. Удаленный инфракрасный термометр неуязвим для обеих проблем.

Для технического обслуживания ни один другой датчик не может обеспечивать бесконтактные измерения температуры на большом расстоянии, необходимые для обнаружения горячих точек или проблемных участков в дистилляционных колоннах, сосудах, изоляции, трубах, двигателях или трансформаторах.В качестве инструмента для обслуживания и поиска неисправностей трудно превзойти портативный лазерный термометр.

Диапазон инфракрасных датчиков температуры варьируется от относительно недорогих инфракрасных термопар до сложных компьютерных сканеров линий. Между ними находится широкий выбор портативных и стационарных ИК-измерительных систем, которые удовлетворяют практически любые потребности в мониторинге температуры, которые только можно вообразить.

Инфракрасные термопары

Инфракрасная термопара - это недорогой инфракрасный термометр без питания, который измеряет температуру поверхности материалов бесконтактно.Его можно напрямую установить на обычные контроллеры термопар, преобразователи и устройства цифрового считывания, как если бы это была сменная термопара. Инфракрасная термопара может быть установлена ​​в фиксированном постоянном месте или использоваться с переносным датчиком.

Поскольку он имеет автономное питание, он полагается на входящее инфракрасное излучение для создания сигнала посредством термоэлектрических эффектов. Следовательно, его выходной сигнал соответствует правилам радиационной теплофизики и подвержен нелинейностям. Но в заданном диапазоне температур выходной сигнал достаточно линейен, чтобы сигнал можно было поменять местами с обычной термопарой.

Хотя каждая инфракрасная термопара предназначена для работы в определенной области, ее можно использовать за пределами этой области путем соответствующей калибровки считывающего устройства.

Пирометры или радиационные термометры

Пирометры, как их иногда называют, бывают самых разных конфигураций. Один из вариантов - портативный дисплей / блок управления, а также подключенный инфракрасный зонд. Оператор наводит зонд на измеряемый объект и считывает температуру на цифровом дисплее.

Эти устройства идеально подходят для точечных измерений температуры на печатных платах, подшипниках, двигателях, конденсатоотводчиках или любых других устройствах, к которым можно дотянуться с помощью зонда. Недорогие инфракрасные термометры автономны и работают от батареи.

Другие пирометры - это портативные или навесные устройства, которые имеют объектив, аналогичный 35-мм камере. Они могут быть сфокусированы на любом близком или удаленном объекте и будут измерять среднюю температуру лазерного «пятна» на цели, которая попадает в ее поле зрения.

Портативные пирометры широко используются для технического обслуживания и поиска неисправностей, потому что технический специалист может легко носить их с собой, сфокусировать их на любом объекте на предприятии и мгновенно снимать показания температуры чего угодно, от расплавленных металлов до замороженных продуктов.

При установке в фиксированном положении эти инфракрасные термометры часто используются для контроля производства стекла, текстиля, тонкопленочного пластика и аналогичных продуктов, а также таких процессов, как закалка, отжиг, герметизация, гибка и ламинирование.

Расширения волоконной оптики

Когда измеряемый объект находится за пределами прямой видимости инфракрасного термометра, можно использовать оптоволоконный датчик. Датчик включает наконечник, объектив, оптоволоконный кабель и блок дистанционного монитора, установленный на расстоянии до 30 футов. Датчик можно размещать в высокоэнергетических полях, при температуре окружающей среды до 800 ° F, в вакууме или в других недоступных местах внутри закрытых помещений.

Двухцветные системы

Двухцветный инфракрасный термометр идеально подходит для использования в приложениях, где цель может быть закрыта пылью, дымом или подобными загрязнителями или изменяющимися выбросами, такими как «разливка металлов».Он измеряет температуру независимо от коэффициента излучения. Системы доступны с оптоволоконными датчиками или могут быть в стационарной или переносной конфигурации.

Линейные сканеры

Линейный сканер дает «картину» температуры поверхности движущегося продукта, такого как металлические плиты, стекло, текстиль, рулонный металл или пластик. Он включает в себя линзу, вращающееся зеркало, которое сканирует поле зрения линзы, детектор, снимающий показания при вращении зеркала, и компьютерную систему для обработки данных.

По мере вращения зеркала линейный сканер выполняет несколько измерений по всей поверхности, получая температурный профиль продукта по всей ширине. По мере того как продукт продвигается вперед под датчиком, последовательные сканирования обеспечивают профиль всего продукта от края до края и от начала до конца.

Компьютер преобразует профиль в термографическое изображение продукта, используя различные цвета для обозначения температуры, или может создать «карту» продукта.Примерно 50 точек измерения по ширине могут быть расположены в зонах, усреднены и использованы для управления устройствами, расположенными выше по потоку, такими как полотна, системы охлаждения, инжекторы или системы нанесения покрытий.

Линейные сканеры могут быть чрезвычайно дорогими, но они предлагают одно из немногих решений для получения полного температурного профиля или изображения движущегося продукта.

Навесной Vs. Портативная инфракрасная термопара

ИК-приборы для измерения температуры также можно разделить на переносные и стационарные.Лазерные термометры с фиксированным креплением обычно устанавливаются в месте для постоянного наблюдения за процессом. Они часто работают от сети переменного тока и нацелены на одну точку. Измеренные данные можно просматривать на локальном или удаленном дисплее, а выходной сигнал (аналоговый или цифровой) может быть предоставлен для использования в другом месте контура управления.

Системы с фиксированным креплением обычно состоят из корпуса, содержащего оптическую систему и ИК-детектор, подключенных кабелем к удаленному электронному блоку / дисплею.В некоторых конструкциях с питанием от контура все компоненты и электроника термометра содержатся в одном корпусе; те же два провода, которые используются для питания термометра, также передают выходной сигнал от 4 до 20 мА.

Ручной инфракрасный пистолет с батарейным питанием обычно имеет те же функции, что и стационарные устройства, но без возможности вывода сигнала. Переносные устройства обычно используются для технического обслуживания, диагностики, контроля качества и точечных измерений критических процессов.

Портативные устройства включают пирометры, инфракрасные термометры и двухцветные системы.Единственный предел их практического применения такой же, как у человека-оператора; то есть датчики будут работать при любой температуре окружающей среды или условиях окружающей среды, в которых может работать человек, обычно 32–120 ° F (0–50 ° C).

При экстремальных температурах, когда оператор носит защитную одежду, может быть разумным аналогичным образом защитить прибор. При производстве рубашек или в системах управления технологическим процессом можно использовать портативные лазерные термометры, не беспокоясь о температуре и влажности, но следует проявлять осторожность, чтобы избежать источников высоких электрических шумов.Индукционные печи, пускатели двигателей, большие реле и аналогичные устройства, генерирующие электромагнитные помехи, могут влиять на показания портативного датчика.

Портативные бесконтактные датчики широко используются для технического обслуживания и поиска неисправностей. Области применения варьируются от непосредственного тестирования печатных плат, двигателей, подшипников, конденсатоотводчиков и термопластавтоматов до удаленного контроля температуры в изоляции зданий, трубопроводах, электрических панелях, трансформаторах, печных трубах, а также на заводах по производству и управлению технологическим процессом.

Поскольку инфракрасный датчик измеряет температуру в «точке», определяемой его полем обзора, правильное наведение может стать критически важным. Пирометры низкого уровня имеют дополнительные светодиодные прицельные лучи, а инфракрасные термометры более высокого уровня имеют дополнительные лазерные указательные устройства, которые помогают правильно позиционировать датчик.

Постоянно установленные устройства обычно устанавливаются на производственной линии или линии управления технологическим процессом и выдают свои температурные сигналы в систему управления или сбора данных.Радиационные термометры, двухцветные датчики, волоконная оптика, инфракрасные термопары и линейные сканеры могут быть постоянно установлены.

При стационарной установке прибор можно очень тщательно навести на цель, отрегулировать на точную излучательную способность, настроить время отклика и диапазон, подключить к удаленному устройству, например, индикатору, контроллеру, записывающему устройству или компьютеру, и защитить от среда. После установки и проверки такой прибор может работать бесконечно долго, требуя лишь периодического обслуживания для очистки линз.

Инфракрасные термометры, предназначенные для постоянной установки, обычно более прочные, чем лабораторные или портативные приборы, и имеют совершенно другие выходные параметры. Как правило, системы, которые работают рядом с технологическим процессом, являются прочными, имеют корпуса, соответствующие стандартам NEMA и ISO, и выдают стандартные сигналы управления технологическим процессом, такие как 4–20 мА постоянного тока, сигналы мВ термопары, 0–5 В постоянного тока или последовательный интерфейс RS232C.

Для очень жарких или грязных сред инструменты могут быть оборудованы водяным или термоэлектрическим охлаждением для охлаждения электроники, а также системами продувки азотом или магазинным воздухом для поддержания чистоты линз.

Почему мне следует использовать инфракрасный термометр для измерения температуры в моем приложении?

Бесконтактные инфракрасные термометры позволяют пользователям измерять температуру в приложениях, где нельзя использовать обычные датчики. Конкретно, в случаях, связанных с движущимися объектами (например, роликами, движущимся оборудованием или конвейерной лентой), или когда проводятся бесконтактные измерения требуется из-за загрязнения или опасных причин (например, высокого напряжения), при слишком больших расстояниях или при высоких температурах. измеряемые значения слишком высоки для термопар или других контактных датчиков.

Как выбрать инфракрасный термометр

  1. Определите поле зрения (размер цели и расстояние)
  2. Учитывайте тип измеряемой поверхности и ее коэффициент излучения
  3. Анализировать спектральный отклик на атмосферные эффекты или прохождение через поверхности
  4. Укажите диапазон температур и монтажные потребности
  5. Не забывайте: время отклика, окружающая среда, ограничения монтажа, порт просмотра или окна приложений, а также обработка желаемого сигнала

Что мне следует учитывать при выборе ИК-термометра?

Критические соображения для любого инфракрасного термометра включают поле зрения (размер цели и расстояние), тип измеряемой поверхности. (соображения по излучательной способности), спектральная характеристика (для атмосферных воздействий или пропускания через поверхности), температурный диапазон и монтаж (портативное портативное или фиксированное крепление).Другие соображения включают время отклика, среду, ограничения монтажа, порт просмотра или окно. приложений и обработки желаемого сигнала.

Что подразумевается под полем зрения и почему это важно?

Поле зрения - это угол обзора, под которым работает прибор, который определяется оптикой ИК-датчика. Чтобы получить точный показания температуры, измеряемая цель должна полностью заполнять поле зрения прибора.Поскольку инфракрасное устройство определяет средняя температура всех поверхностей в поле зрения, если температура фона отличается от температуры объекта, может произойти ошибка измерения. OMEGA предлагает уникальное решение этой проблемы. Многие инфракрасные термометры OMEGA имеют запатентованную функцию переключения лазера. от круга к точке. В круговом режиме встроенный лазерный термометр создает круг из 12 точек, который четко указывает измеряемую целевую область.В точечном режиме одна лазерная точка отмечает центр области измерения.

Что такое коэффициент излучения и как он связан с измерениями температуры в инфракрасном диапазоне?

Коэффициент излучения определяется как отношение энергии, излучаемой объектом при данной температуре, к энергии, излучаемой идеальным излучателем, или черное тело при той же температуре. Коэффициент излучения черного тела составляет 1,0. Все значения излучательной способности находятся в пределах 0.0 и 1.0. Самый инфракрасный У термометров есть возможность компенсировать разные значения коэффициента излучения для разных материалов. Как правило, чем выше коэффициент излучения объект, тем проще получить точное измерение температуры с помощью инфракрасного излучения. Объекты с очень низким коэффициентом излучения (ниже 0,2) могут быть сложные приложения. Некоторые полированные, блестящие металлические поверхности, такие как алюминий, обладают такой отражающей способностью в инфракрасном диапазоне, что позволяет точно определять температуру. измерения не всегда возможны.

Как установить инфракрасный пирометр?

Пирометр бывает двух типов: стационарный или переносной. Блоки с фиксированным креплением обычно устанавливаются в одном месте, чтобы постоянно контролировать данный процесс. Обычно они работают от сети и нацелены на одну точку. Выход из этого типа Прибор может быть локальным или удаленным дисплеем, а также аналоговым выходом, который можно использовать для другого дисплея или контура управления.Также доступны портативные инфракрасные «пушки» с батарейным питанием; эти устройства имеют все функции устройств с фиксированным креплением, обычно без аналогового выхода для целей управления. Обычно эти устройства используются для обслуживания, диагностики, контроля качества, и точечные измерения критических процессов.

Что еще мне следует учитывать при выборе и установке моей инфракрасной измерительной системы?

Во-первых, прибор должен достаточно быстро реагировать, чтобы обрабатывать изменения для точной регистрации или контроля температуры.Типичное время отклика для инфракрасных термометров находится в диапазоне от 0,1 до 1 секунды. Далее, установка должна работать в условиях окружающей среды при температуре окружающей среды. Другие соображения включают физические ограничения монтажа, приложения для просмотра порта / окна (измерение через стекло) и желаемую обработку сигнала для получения желаемого выходного сигнала для дальнейшего анализа, отображения или управления.

Я хочу измерить температуру через стеклянное или кварцевое окно; какие есть особые соображения?

Передача инфракрасной энергии через стекло или кварц является важным фактором, который следует учитывать.Пирометр должен иметь такую ​​длину волны, при которой стекло несколько прозрачно, а это значит, что его можно использовать только при высоких температурах. В противном случае прибор будет иметь ошибки измерения из-за усреднения температуры стекла и желаемой температуры продукта.

Что такое спектральный отклик и как он повлияет на мои показания?

Спектральная характеристика устройства - это ширина покрываемого инфракрасного спектра. В большинстве устройств общего назначения (для температур ниже 1000 ° F) используется широкополосный фильтр в диапазоне от 8 до 14 микрон.Этот диапазон предпочтителен для большинства измерений, так как он позволяет проводить измерения без атмосферных помех (когда температура атмосферы влияет на показания прибора).

В некоторых приборах используются более широкие фильтры, например от 8 до 20 микрон, которые можно использовать для близких измерений, но они «чувствительны к расстоянию» на больших расстояниях. Для специальных целей могут быть выбраны очень узкие полосы. Их можно использовать при более высоких температурах, а также при проникновении в атмосферу, пламя и газы.Типичные фильтры нижних частот имеют толщину 2,2 или 3,8 микрона. Высокие температуры выше 1500 ° F обычно измеряются фильтрами от 2,1 до 2,3 микрон. Другие значения ширины полосы, которые можно использовать: от 0,78 до 1,06 для высоких температур, 7,9 или 3,43 для ограниченной передачи через тонкопленочный пластик и 3,8 микрон для проникновения через чистое пламя с минимальными помехами.

Если деталь движется, могу ли я измерить температуру?

Да.Используйте инфракрасные устройства или прямой контактные датчики плюс контактное кольцо сборка.

Может двухцветная инфракрасная система использоваться для измерения низкого уровня излучательная способность поверхностей?

Только если при высокой температуре, скажем, выше 700 ° C (1300 ° F).

Какая ошибка будет, если спот размер инфракрасного пирометра составляет больше целевого размера?

Это было бы неопределенно.В значение будет средневзвешенным это не обязательно будет повторяемый. Инфракрасный термометр

| PCE Instruments

Инфракрасный термометр используется для измерения температуры поверхности объекта, не касаясь его поверхности. На практике объектом, для которого должна быть измерена температура поверхности, может быть что угодно, от резиновой шины до нагревательного элемента печи. Эта универсальность делает инфракрасный термометр невероятно полезным инструментом для профессионалов инспектирования во многих различных отраслях промышленности.Однако для обеспечения точных результатов измерения характеристики инфракрасного термометра должны соответствовать требованиям приложения.

Как определить, какой инфракрасный термометр лучше всего подходит для вашего применения? Следующий текст разработан, чтобы помочь вам принять обоснованное решение о покупке.

Ключевые вопросы, которые следует задать себе при выборе инфракрасной системы измерения температуры

- Устройство какого типа требуется вашему приложению (например,г., переносной или стационарный инфракрасный термометр)?
- Какое значение коэффициента излучения рекомендуется для измерения температуры поверхности вашего материала?
- Какое соотношение расстояния до цели или расстояния до пятна (D / S) требуется для вашего приложения?
- Какая точность инфракрасного термометра необходима для успешного выполнения вашей задачи?
- Какой объем памяти и интерфейс передачи данных нужен, если есть?
- Какой уровень послепродажного обслуживания и поддержки желателен?
- Какой у вас бюджет на инфракрасный термометр?

Ниже приводится более подробный анализ критериев, которые следует учитывать при выборе инфракрасного (ИК) термометра.

Переносной или стационарный
Ответ на этот вопрос во многом зависит от предполагаемого приложения. Если вы хотите использовать инфракрасный термометр для периодического сбора показаний для обеспечения качества, следует использовать портативный инфракрасный термометр. Если вы хотите проводить измерения непрерывно и использовать показания для контроля процесса, лучше использовать стационарный инфракрасный термометр. Стационарный ИК-термометр должен быть оборудован интерфейсом для передачи показаний в систему управления технологическим процессом или контроллер.Передача может быть аналоговой или цифровой.

Коэффициент излучения
Инфракрасный термометр может иметь свои недостатки. Одним из таких недостатков является необходимость знать требуемый коэффициент излучения. Коэффициент излучения материала - это относительная способность его поверхности излучать или поглощать энергию. Коэффициент излучения зависит не только от типа материала, но также от ожидаемой температуры поверхности и длины волны (мкм) инфракрасного термометра. Другой недостаток заключается в том, что коэффициенты излучения металлов сильно различаются, что затрудняет точное измерение.Например, при 25 ° C (77 ° F) сильно окисленная медь имеет коэффициент излучения 0,78, но при 527 ° C (980,6 ° F) такая же сильно окисленная медь имеет коэффициент излучения 0,91, тогда как полированная медь имеет коэффициент излучения 0,012. при 327 ° C (620,6 ° F). Таблицу приблизительных значений коэффициента излучения для распространенных материалов можно посмотреть здесь. Предупреждение: точность значений, указанных в таблице, не может быть гарантирована, поскольку коэффициент излучения зависит от нескольких переменных (текстура поверхности, цвет, температура во время измерения и т. Д.).

В то время как большинство стеклянных, керамических, пластиковых, деревянных и органических материалов имеют очень высокие коэффициенты излучения (около 0,95) в среднем инфракрасном диапазоне (MIR) и дальнем инфракрасном диапазоне (FIR), пустые металлы имеют гораздо более низкие коэффициенты излучения в диапазоне MIR и ближней инфракрасной области. (NIR) - например, полированное золото в MIR имеет коэффициент излучения приблизительно 0,02. Однако, когда металл анодирован (например, алюминий) или сильно окислен, он будет иметь более высокий коэффициент излучения около 0,9 в пределах MIR. Когда дело доходит до окрашенных металлов, более высокий коэффициент излучения краски будет иметь значение для оловянного термометра.Интенсивность и максимум излучения зависят от температуры.

Многие инфракрасные термометры имеют функцию регулировки коэффициента излучения. Часто коэффициент излучения регулируется с помощью поворотной ручки в диапазоне 0 ... 1. Некоторые инфракрасные термометры имеют дополнительный измерительный вход для контактного датчика температуры (или термопары). Если вы хотите, чтобы ИК-термометр был откалиброван для неизвестного материала для определения коэффициента излучения, температуру можно измерить с помощью этого дополнительного датчика.Настройка коэффициента излучения инфракрасного термометра будет изменяться до тех пор, пока бесконтактное измерение не даст того же результата измерения, что и измерение с помощью контактного датчика.

Отношение расстояния до цели
Каждый инфракрасный измеритель температуры имеет линзу с определенным соотношением расстояния до цели или расстояния до пятна (D / S). Такие характеристики, как 2: 1, 10: 1 или 20: 1, очень распространены для недорогих ИК-термометров. Если посмотреть на высококачественные инфракрасные термометры, их характеристики могут достигать 75: 1.Эти значения также могут быть выражены как x: y. Это означает, что точка измерения имеет диаметр y, когда расстояние до поверхности равно x. Например, если ИК-термометр имеет отношение расстояния к цели 20: 1, вы можете стоять на расстоянии 20 сантиметров или 20 дюймов от цели и измерять температуру в круге диаметром один сантиметр или один дюйм. Это похоже на конус света, излучаемый фонариком. Если вы очень близко подойдете к стене с фонариком, световой конус будет меньше, чем когда вы находитесь дальше от стены.Более совершенные инфракрасные термометры могут уменьшить или увеличить размер этой точки измерения в соответствии с требованиями к размеру приложения.

Точность
Каждый инфракрасный термометр будет иметь свои собственные характеристики точности, которые зависят от измеряемого диапазона температур. Обычно более точный измерительный прибор имеет более высокую цену, поэтому важно учитывать практичность и точность.

Помимо коэффициента излучения, на результаты могут влиять такие факторы, как толщина поверхности, геометрия (ровная, вогнутая, выпуклая), отделка (полированная, шероховатая, окисленная, пескоструйная) и коэффициент пропускания (тонкие пластиковые пленки), а также измерения угол и спектральный диапазон.Таким образом, при проведении сравнительных измерений температуры с помощью инфракрасного термометра жизненно важно установить контроль, чтобы минимизировать влияние как можно большего числа переменных для получения наиболее точных показаний.

Память и передача данных
Некоторые инфракрасные термометры сохраняют показания температуры во внутренней памяти или на SD-карте. Размер памяти может быть представлен как количество ГБ или как максимальное количество сохраненных показаний. Эта память обычно позволяет загружать данные измерения температуры в ПК через порт USB, интерфейс RS-232 или устройство чтения карт SD.В большинстве случаев ИК-термометр с возможностью записи данных о температуре оснащен разъемом USB. В некоторых случаях для передачи данных измерений требуется специальное программное обеспечение для ПК.

Сервис и поддержка
Это еще один важный момент, о котором следует помнить. Узнайте, как долго поставщик работает. Чем дольше компания работает, тем больше вероятность того, что вы сможете заказать запасные части через несколько лет после покупки инфракрасного термометра.PCE Instruments работает с 1999 года. (Для получения более подробной информации посетите раздел «О нас / Корпоративная история» на нашем веб-сайте.) Также узнайте, какая техническая поддержка будет доступна вам для вашего инфракрасного термометра. Позвоните в PCE Instruments, поговорите со службой технической поддержки перед покупкой и убедитесь в уровне предоставляемых услуг.

Бюджет
Бюджет часто требует большего, чем просто стоимость инфракрасного термометра.Затраты на калибровку - это обычные расходы, которые могут возникнуть при использовании инфракрасного термометра. Например, если вам необходимо соответствовать требованиям стандарта качества ISO, необходимо соблюдать регулярные интервалы калибровки. Расходы на калибровку ISO могут возникать во время покупки и повторяться ежегодно или даже раз в полгода, в зависимости от ваших требований к точности и использования инфракрасного термометра / инфракрасного термометра. Также возможно, что позже потребуется повторная калибровка из-за дрейфа ИК-термометров и их датчиков со временем.Расходные материалы, такие как (аккумуляторные) батареи, также должны быть включены в ваши расчеты.

.

alexxlab

leave a Comment