Teknologi pengukuran suhu inframerah memainkan peran penting dalam kontrol dan pemantauan kualitas produk, diagnosis kesalahan online peralatan, perlindungan keselamatan, dan penghematan energi. Dalam dua dekade terakhir, termometer inframerah non-kontak telah berkembang pesat dalam teknologi, kinerjanya terus ditingkatkan, cakupan aplikasinya terus diperluas, dan pangsa pasarnya meningkat dari tahun ke tahun. Dibandingkan dengan metode pengukuran suhu kontak, pengukuran suhu inframerah memiliki keunggulan waktu respons yang cepat, non-kontak, penggunaan yang aman, dan masa pakai yang lama.
Produk pengukuran suhu radiasi inframerah non-kontak perusahaan Baytek (Lei Tai) termasuk portabel, online dan pemindaian tiga seri, dan memiliki berbagai aksesori opsional dan perangkat lunak komputer yang sesuai, setiap seri memiliki berbagai model dan spesifikasi. Di antara berbagai jenis termometer dengan spesifikasi yang berbeda-beda, sangat penting bagi pengguna untuk memilih model termometer infra merah yang tepat. Berikut ini hanya langkah-langkah berpikir tentang cara memilih model termometer dengan benar untuk referensi pembeli.
Cara kerja termometer inframerah
Memahami prinsip kerja, indikator teknis, kondisi lingkungan kerja, pengoperasian dan pemeliharaan termometer inframerah kelompok adalah untuk membantu pengguna memilih dan menggunakan termometer inframerah dengan benar.
Semua benda dengan suhu lebih tinggi dari ** nol secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Karakteristik radiasi infra merah suatu objek—magnitudo energi radiasi dan distribusinya menurut panjang gelombang—terkait erat dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri, suhu permukaannya dapat ditentukan secara akurat, yang merupakan dasar objektif yang menjadi dasar pengukuran suhu radiasi infra merah.
Hukum radiasi benda hitam:
Benda hitam adalah radiator ideal, yang menyerap semua panjang gelombang energi radiasi, tidak memiliki pantulan atau transmisi energi, dan memiliki emisivitas 1 pada permukaannya. Harus ditunjukkan bahwa tidak ada benda hitam nyata di alam, tetapi untuk memperjelas dan mendapatkan hukum distribusi radiasi infra merah, model yang sesuai harus dipilih dalam penelitian teoretis, yaitu model osilator terkuantisasi dari radiasi rongga tubuh yang diusulkan. oleh Planck, yang mengarah ke hukum Planck tentang radiasi benda hitam, yaitu pancaran spektral benda hitam yang dinyatakan dalam panjang gelombang, adalah titik awal dari semua teori radiasi infra merah, sehingga disebut hukum radiasi benda hitam.
Pengaruh emisivitas objek pada termometri radiasi:
Objek sebenarnya yang ada di alam hampir tidak pernah berupa benda hitam. Jumlah radiasi dari semua objek nyata tidak hanya bergantung pada panjang gelombang radiasi dan suhu objek, tetapi juga pada jenis material yang menyusun objek, metode persiapan, proses termal, dan keadaan permukaan serta kondisi lingkungan. . Oleh karena itu, agar hukum radiasi benda hitam berlaku untuk semua benda praktis, faktor proporsionalitas yang berkaitan dengan sifat-sifat bahan dan keadaan permukaan harus diperkenalkan, yaitu emisivitas. Koefisien ini menyatakan seberapa dekat radiasi termal suatu benda sebenarnya dengan benda hitam, dan memiliki nilai antara nol dan nilai kurang dari 1. Menurut hukum radiasi, selama emisivitas bahan diketahui , karakteristik radiasi infra merah dari objek apapun dapat diketahui.
Faktor utama yang mempengaruhi emisivitas adalah:
Jenis material, kekasaran permukaan, struktur fisikokimia dan ketebalan material, dll.
Saat menggunakan termometer radiasi infra merah untuk mengukur suhu target, radiasi infra merah target dalam rentang panjang gelombangnya harus diukur terlebih dahulu, kemudian suhu target yang diukur harus dihitung dengan termometer. Termometer monokromatik sebanding dengan jumlah radiasi dalam pita: termometer bicolor sebanding dengan rasio radiasi dalam dua pita.
Sistem inframerah:
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, fotodetektor, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, keluaran tampilan, dan bagian lainnya. Sistem optik memusatkan energi radiasi infra merah target pada bidang pandangnya, dan ukuran bidang pandang ditentukan oleh bagian optik termometer dan posisinya. Energi inframerah difokuskan pada fotodetektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai. Sinyal diubah menjadi nilai suhu dari target yang diukur setelah dikoreksi oleh amplifier dan sirkuit pemrosesan sinyal, dan dikoreksi sesuai dengan algoritme terapi internal instrumen dan emisivitas target.
Pemilihan termometer inframerah dapat dibagi menjadi tiga aspek:
Indikator kinerja, seperti rentang suhu, ukuran titik, panjang gelombang kerja, akurasi pengukuran, waktu respons, dll.; lingkungan dan kondisi kerja, seperti suhu sekitar, jendela, tampilan dan keluaran, aksesori pelindung, dll.; pilihan lain, seperti kemudahan penggunaan, pemeliharaan Dan kinerja kalibrasi serta harga, dll., juga berdampak tertentu pada pemilihan termometer. Dengan teknologi dan pengembangan berkelanjutan, desain terbaik dan kemajuan baru dalam termometer inframerah memberi pengguna berbagai instrumen fungsional dan serbaguna, memperluas pilihan.
Tentukan kisaran suhu:
Rentang pengukuran suhu adalah indeks kinerja termometer yang paling penting. Misalnya, produk Raytek mencakup kisaran -50 derajat - plus 3000 derajat , tetapi ini tidak dapat dilakukan oleh satu jenis termometer inframerah. Setiap model termometer memiliki rentang suhu spesifiknya sendiri. Oleh karena itu, rentang suhu yang diukur pengguna harus diperhatikan secara akurat dan menyeluruh, tidak terlalu sempit maupun terlalu lebar. Menurut hukum radiasi benda hitam, perubahan energi radiasi yang disebabkan oleh temperatur pada pita gelombang pendek spektrum akan melebihi perubahan energi radiasi yang disebabkan oleh kesalahan emisivitas.
Tentukan ukuran sasaran:
Menurut prinsipnya, termometer inframerah dapat dibagi menjadi termometer monokromatik dan termometer dua warna (termometer kolorimetri radiasi). Untuk termometer monokromatik, area target yang akan diukur harus memenuhi bidang pandang termometer selama pengukuran suhu. Direkomendasikan agar ukuran target yang diukur melebihi 50 persen bidang pandang. Jika ukuran target lebih kecil dari bidang pandang, energi pancaran latar belakang akan memasuki cabang audio-visual termometer untuk mengganggu pembacaan pengukuran suhu, yang mengakibatkan kesalahan. Sebaliknya, jika target lebih besar dari bidang pandang termometer, termometer tidak akan terpengaruh oleh latar belakang di luar area pengukuran.
Untuk termometer dua warna Raytek, suhu ditentukan oleh rasio energi radiasi dalam dua pita panjang gelombang independen. Oleh karena itu, ketika target yang diukur kecil dan tidak penuh dengan lokasi, dan adanya asap, debu, dan penghalang pada jalur pengukuran akan melemahkan energi radiasi, tidak akan mempengaruhi hasil pengukuran. Bahkan ketika energi dilemahkan hingga 95 persen, akurasi pengukuran temperatur yang dibutuhkan masih dapat dijamin. Untuk target kecil, yang sedang bergerak atau bergetar, terkadang bergerak dalam bidang pandang, atau mungkin sebagian keluar dari bidang pandang, dalam kondisi ini, penggunaan termometer dua warna adalah pilihan terbaik. Jika tidak mungkin mengarahkan antara termometer dan target secara langsung, saluran pengukuran melengkung, sempit, terhalang, dll., Termometer serat optik dua warna adalah pilihan terbaik. Hal ini karena diameternya yang kecil dan fleksibilitasnya untuk mentransmisikan energi radiasi optik melintasi saluran melengkung, terhalang, dan terlipat, sehingga memungkinkan pengukuran target yang sulit diakses, kondisi keras, atau dekat dengan medan elektromagnetik.
Menentukan resolusi optik (jarak dan sensitivitas)
Resolusi optik ditentukan oleh rasio D ke S, yaitu rasio jarak D antara termometer dengan target dan diameter titik pengukuran, S. Jika termometer harus dipasang jauh dari target karena lingkungan kondisi, dan target kecil yang akan diukur, termometer dengan resolusi optik tinggi harus dipilih. Semakin tinggi resolusi optik, semakin tinggi rasio D:S, semakin tinggi biaya termometer.
Tentukan rentang panjang gelombang:
Sifat emisivitas dan permukaan bahan target menentukan respon spektral atau panjang gelombang termometer. Untuk bahan paduan reflektifitas tinggi, ada emisivitas rendah atau bervariasi. Di wilayah suhu tinggi, panjang gelombang terbaik untuk mengukur bahan logam adalah inframerah-dekat, dan panjang gelombang 0.18-1.0μm dapat dipilih. Zona suhu lainnya dapat memilih panjang gelombang 1,6μm, 2,2μm dan 3,9μm. Karena beberapa bahan transparan pada panjang gelombang tertentu, energi infra merah akan menembus bahan ini, sehingga panjang gelombang khusus harus dipilih untuk bahan ini. Misalnya, panjang gelombang 10 μm, 2,2 μm, dan 3,9 μm (kaca yang akan diuji harus sangat tebal, jika tidak akan melewatinya) dipilih untuk mengukur suhu internal kaca; panjang gelombang 5.0 μm dipilih untuk mengukur suhu internal kaca; panjang gelombang 8-14 μm cocok untuk area pengukuran rendah; Panjang gelombang 3,43 μm dipilih untuk mengukur film plastik polietilen, dan panjang gelombang 4,3 μm atau 7,9 μm dipilih untuk poliester. Jika ketebalan melebihi 0.4mm, panjang gelombang 8-14μm dipilih; misalnya, panjang gelombang pita sempit 4.24-4.3μm digunakan untuk mengukur C02 dalam nyala, panjang gelombang pita sempit 4,64μm digunakan untuk mengukur C0 dalam nyala, dan panjang gelombang 4,47μm digunakan untuk mengukur N02 dalam nyala api.
Tentukan waktu respons:
Waktu respons mewakili kecepatan respons termometer inframerah terhadap perubahan suhu terukur, yang didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk mencapai 95 persen energi pembacaan maksimum. Ini terkait dengan konstanta waktu photodetector, sirkuit pemrosesan sinyal, dan sistem tampilan. Waktu respons termometer inframerah baru bytek dapat mencapai 1ms. Ini jauh lebih cepat daripada metode pengukuran suhu kontak. Jika kecepatan gerak target sangat cepat atau saat mengukur target pemanasan cepat, termometer inframerah respons cepat harus dipilih, jika tidak, respons sinyal yang memadai tidak akan tercapai, yang akan mengurangi akurasi pengukuran. Namun, tidak semua aplikasi membutuhkan termometer inframerah respon cepat. Untuk proses termal stasioner atau target dengan inersia termal, waktu respons termometer dapat dilonggarkan. Oleh karena itu, pemilihan waktu respon termometer infra merah harus disesuaikan dengan situasi target yang diukur.
Fungsi pemrosesan sinyal:
Mengukur proses diskrit (seperti produksi suku cadang) berbeda dari proses kontinu, yang membutuhkan termometer inframerah untuk memiliki fungsi pemrosesan sinyal (seperti penahan puncak, penahan lembah, nilai rata-rata). Misalnya, saat mengukur kaca pada sabuk konveyor, penahan puncak harus digunakan, dan sinyal keluaran suhunya ditransmisikan ke pengontrol.
Kondisi lingkungan yang perlu diperhatikan:
Kondisi lingkungan termometer sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran, yang harus diperhatikan dan diselesaikan dengan baik, jika tidak maka akan mempengaruhi keakuratan pengukuran suhu bahkan menyebabkan kerusakan pada termometer. Ketika suhu sekitar terlalu tinggi dan terdapat debu, asap, dan uap, aksesori seperti jaket pelindung, pendingin air, sistem pendingin udara, dan pemurni udara yang disediakan oleh pabrikan dapat digunakan. Aksesori ini dapat mengatasi dampak lingkungan secara efektif dan melindungi termometer untuk pengukuran suhu yang akurat. Saat mengidentifikasi aksesori, layanan standar harus diminta sebanyak mungkin untuk mengurangi biaya pemasangan. Saat asap, debu, atau partikel lain menurunkan sinyal energi terukur, termometer dua warna adalah pilihan terbaik. Dalam kebisingan, medan elektromagnetik, getaran atau kondisi lingkungan yang tidak dapat diakses, atau kondisi keras lainnya, termometer warna ganda serat optik adalah pilihan terbaik.
Dalam aplikasi bahan tertutup atau berbahaya (seperti wadah atau kotak vakum), termometer mengamati melalui jendela. Bahan harus memiliki kekuatan yang cukup dan melewati rentang panjang gelombang kerja termometer yang digunakan. Penting juga untuk menentukan apakah operator juga perlu mengamati melalui jendela, jadi pilihlah lokasi pemasangan dan bahan jendela yang sesuai untuk menghindari pengaruh timbal balik. Dalam aplikasi pengukuran suhu rendah, bahan Ge atau Si biasanya digunakan sebagai jendela, yang buram terhadap cahaya tampak, dan mata manusia tidak dapat mengamati target melalui jendela tersebut. Jika operator harus melewati target jendela, bahan optik yang mentransmisikan radiasi infra merah dan cahaya tampak harus digunakan. Misalnya, bahan optik yang mentransmisikan radiasi infra merah dan cahaya tampak, seperti ZnSe atau BaF2, sebaiknya digunakan sebagai bahan jendela.
Mudah dioperasikan dan mudah digunakan:
Termometer inframerah harus intuitif, mudah dioperasikan, dan mudah digunakan oleh operator. Diantaranya, termometer inframerah portabel adalah alat pengukur suhu yang kecil, ringan, dan portabel yang mengintegrasikan pengukuran suhu dan keluaran tampilan. Panel layar dapat menampilkan suhu dan mengeluarkan berbagai informasi suhu, dan beberapa dapat dioperasikan dengan remote control atau program perangkat lunak komputer.
Dalam kasus kondisi lingkungan yang keras dan kompleks, sistem dengan kepala dan tampilan pengukur suhu terpisah dapat dipilih untuk pemasangan dan konfigurasi yang mudah. Bentuk keluaran sinyal yang sesuai dengan peralatan kontrol arus dapat dipilih.
Kalibrasi termometer radiasi infra merah:
Termometer inframerah harus dikalibrasi untuk menampilkan suhu target yang diukur dengan benar. Jika termometer bekas tidak dapat digunakan, termometer harus dikembalikan ke pabrik atau pusat perbaikan untuk dikalibrasi ulang.
