IR Termometer

Funktionsprincip
IR stråling er en del af sollys og kan skinne igennem opdeles ved et prisme. Denne stråling har en energi. I begyndelsen af det 20. århundrede definerede videnskabsmændene Planck, Stefan, Boltzmann, Wien og Kirchhoff aktiviteterne i det elektromagnetiske spektrum og opstillede ligninger til at beskrive infrarød energi. Dette gør det muligt at definere energien ved hjælp af sortlegeme-emissionskurver. Objekter med en temperatur over det absolutte nulpunkt udstråler energi. Mængden af energi stiger proportionalt med temperaturens fjerde potens. Dette koncept danner grundlag for IR temperaturmåling. Med emissionsfaktoren indgår en variabel i denne lov. Emissiviteten er et mål for forholdet mellem stråling, der udsendes af en grå krop og en sort krop ved samme temperatur. Et grålegeme er et objekt, der har den samme emissivitet ved alle bølgelængder. Et ikke-grålegeme er et objekt, hvis emissivitet varierer med bølgelængden, f.eks. fx aluminium. Endvidere er emissivitetsfaktoren lig med absorptionsfaktoren.

For blanke overflader kan emissivitetsfaktoren på det IR termometer indstilles manuelt eller automatisk for at rette målefejlen. I de fleste applikationer er dette meget nemt at gøre. I tilfælde hvor emissiviteten ikke er konstant, kan måling ved to eller flere bølgelængder løse problemet.

Infrarøde termometre produceres i mange konfigurationer, der adskiller sig i optik, elektronik, teknologi, størrelse og hus afvige. Fælles for dem alle er imidlertid signalbehandlingskæden, som begynder med et IR-signal og slutter med et elektronisk udgangssignal. Denne generelle målekæde starter med et optisk system bestående af linser og/eller fiberoptiske kabler, filtre og detektoren.

Hvad skal man overveje med et IR-termometer?
Først og fremmest skal du være opmærksom på, at du kun kan måle overfladetemperaturen på genstande med et pyrometer, som det infrarøde termometer også er kendt. Hvis man for eksempel retter lasertermometeret mod en stålterning og bestemmer temperaturen, er det meget muligt, at den målte overfladetemperatur er væsentligt højere end den faktiske kernetemperatur. Endvidere skal det bemærkes, at der kan forekomme reflekser og refleksioner på højglansoverflader som poleret metal eller endda glas. Her gælder "indfaldsvinkel = udgangsvinkel". Så hvis du sigter og måler med et IR termometer i en 45° vinkel på en poleret overflade, måler du ikke overfladen, men objektet, der er i en 45° vinkel i forhold til dette objekt. Det samme gælder glasoverflader.

Kan jeg måle gennem glas med et IR termometer?
I princippet skal du svare dette spørgsmål med et klart nej. Men som altid er der undtagelser. Med et IR-termometer, som arbejder i spektralområdet 8 ... 14 µm, er det ikke muligt at måle gennem en glasrude. Her gælder det samme som allerede nævnt i 2. afsnit. Hvis du for eksempel vil bruge et IR termometer i en ovn til at måle temperaturen på temperaturregulerede stoffer uden berøring, skal du installere et såkaldt infrarødt udsynsvindue i ovnens husvæg. Dette synsvindue er lavet af et materiale, der ikke filtrerer IR-strålerne i spektralområdet på 8 ... 14 µm. Nu kan du stille dig selv det næste spørgsmål:

Hvordan måles glassets temperatur med et IR termometer?
I den glasproducerende industri er en står stille netop foran denne vanskelighed, at normale IR-målere ikke er egnede. Og hvis man skulle bruge sådan et måleapparat, ville der være målefejl og forkerte mål. Til denne anvendelse anvendes IR termometre, som har et fast spektralområde på f.eks. 5 µm. Her er bølgelængdeområdet valgt på en sådan måde, at termometeret ikke måler direkte overfladen af glasruden, men minimalt under glasset. Du kan også bruge et infrarødt termometer til at måle glastemperaturen uden kontakt.

Infrarød stråling er ikke synlig. Hvordan sikrer du, at IR-termometeret måler dig det rigtige sted?
For at sikre, at du altid måler overfladetemperaturen det rigtige sted, har de bærbare IR termometre installeret en laser som synshjælp. I det enkleste tilfælde kan denne lasersigtehjælp være et simpelt laserpunkt. Andre former er en krydslaser med to laserpunkter, der reducerer eller øger deres afstand fra hinanden afhængigt af afstanden mellem IR-termometeret og et objekt, eller en cirkulær laser, der tegner det nøjagtige omrids af målepunktet på overfladen.

Målebølgelængde (NIR,MIR,FIR)
Hvilken målebølgelængde der er ideel til en måling med et infrarødt termometer afhænger af materialet og dets temperatur. For værdier omkring stuetemperatur er længder i den mellem-infrarøde (MIR) bedst. Det betyder, at der anvendes termiske og pyroelektriske sensorer.

Temperaturer fra cirka 350 °C kan bestemmes i det nær-infrarøde med IR-fotodioder ved hjælp af det IR termometer. For eksempel har en germanium fotodiode en lavere modtagebølgelængde på ca. 1,9 mikron. Temperaturer fra omkring 700 °C i det synlige spektralområde kan måles med fotodioder. Modtagelsesbølgelængdeområdet for højtemperaturpyrometre bestemmes ofte af fotomodtageren. For eksempel er den laveste modtagelsesbølgelængde af siliciumfotodioder omkring 1,1 µm. Et objekt med en temperatur på 3000 K har sin maksimale stråling, men det kan bruges til at måle temperaturer fra omkring 700 °C.

Et andet anvendelsesområde for infrarøde termometre er inden for medicin. På denne måde kan feberramte patienter isoleres fra mængden og undersøges for patogener. En række lande i Asien, Europa og Nordamerika bruger IR termometre. Disse kan registrere temperaturer i kropsvarmeområdet med en høj grad af nøjagtighed. Dette giver dig mulighed for at handle hurtigt.

Intelligent teknologi
De IR sensorer fra PCE Instruments til procesautomatisering muliggør kontinuerlig temperaturovervågning. De intelligente, digitale systemer gør det muligt for procesingeniøren at fjernprogrammere de infrarøde termometersensorer og at transmittere og registrere måledata. Fra miniaturemålehoveder til sofistikerede billeddannelsessystemer med kundespecifikke grænseflader - vores sensorer sikrer præcis og pålidelig temperaturovervågning i industrielle fremstillingsprocesser.

Fordele ved IR termometre
Industri-Sensorer er pålidelige, omkostningseffektive og brugervenlige løsninger til præcis temperaturovervågning. Ved at reducere nedetid, reducere spild og øge effektiviteten og produktiviteten af fremstillingsprocesser sikrer infrarøde sensorer fra PCE Instruments øjeblikkelige og betydelige besparelser i tid og penge.

Anvendelsesområder stålproduktion/stål forarbejdning
Med IR termometre kan du overvåge og kontrollere hvert trin i stålproduktion. De præcise temperaturmålinger giver dig information om, hvorvidt de grænseværdier, der gælder for produktionen, overholdes, eller om der er behov for myndighedsindgreb. Dette sikrer, at stålet har de specificerede metallurgiske egenskaber. Ved at bruge infrarøde termometre forbedrer du ikke kun produktkvaliteten, du øger også produktiviteten, reducerer nedetider og reducerer energiomkostningerne. Samtidig øger de arbejdssikkerheden og forenkler dataregistreringen.

Industriel vedligeholdelse
Permanent installerede sonder er ideelle til temperaturmålinger for at kontrollere produktkvalitet, funktionalitet og vedligeholdelsesstatus samt overvågning af omgivende temperatur og sikkerhedstjek at udføre. Overdreven opvarmning er en indikation af dybere problemer, som, hvis de ignoreres, kan resultere i beskadigelse af udstyr eller endda personskade. Derfor bør regelmæssig temperaturmåling absolut være en del af de løbende kontroller. Rutinetjek vil lokalisere nøjagtigt, hvor potentielle eller faktiske problemer findes, hvilket gør det muligt for dig at foretage rettelser undervejs eller planlægge reparationer, før nedlukning er påkrævet.

Vedligeholdelse af elektriske systemer og bygninger
Sensorerne på et infrarødt termometer kan hjælpe dig med at bestemme, om motorer, kedler, lejer, elektriske systemer og alle former for driftsudstyr fungerer korrekt og registrerer snigende fejl. På denne måde bidrager de til en effektiv drift af dine systemer og forhindrer kostbare nedlukninger. Temperaturer kan aflæses på sikker afstand. Berøringsfrie IR-termometre kan også bruges til at kontrollere elektrisk udstyr for overdreven opvarmning forårsaget af løse forbindelser eller korrosion og til at opdage fejl i paneler, forkoblinger, koblingsudstyr og sikringsforbindelser.

Kalibrering og certificering af de IR termometre
Du kan købe et ISO-kalibreringscertifikat til de IR termometre. Ved certificering og laboratoriekalibrering udsendes en testrapport med din virksomheds adressedata, så du fx kan inkludere enhederne i din interne ISO-testudstyrspulje og det er bekræftet, at enhederne overholder de nationale "Normaler" er sporbare.

Kalibrering: Kontrol af korrektheden af målte værdier af temperaturmåleanordningerne uden at forstyrre målesystemet. Eller: Bestemmelse af den systematiske afvigelse af visningen af måleanordningerne fra den sande værdi af målingen.

Kalibreringscertifikat eller kalibreringscertifikat: Dokumenterer de metrologiske egenskaber af måleanordningerne samt sporbarhed til den nationale standard.

Kalibreringsinterval: For løbende at kunne udføre korrekte målinger ved brug af IR termometre, skal de anvendte måleapparater overvåges og kalibreres med jævne mellemrum. Denne periode svarer til kalibreringsintervallet. Der er ingen generel erklæring om, hvornår måleudstyr skal omkalibreres. Vigtige punkter ved bestemmelse af intervallet er:

Målevariabel og tilladt toleranceområde
Stress på måleudstyr og testudstyr
Anvendelseshyppighed
Omgivende forhold
Stabilitet af tidligere kalibreringer
Påkrævet målenøjagtighed
Specifikationer for kvalitetssikringssystemet i virksomheden

Det betyder, at intervallet mellem to kalibreringer skal i sidste ende bestemmes og overvåges af brugeren selv. Vores anbefaling for et IR termometer til kalibreringsintervallet er 1-3 år. For ikke at lade kunden være alene ved fastlæggelse af intervallet.

Måling af temperaturer på glas eller på glasresultater i Refleksion og transmission af glasset med nogle vanskeligheder. For at dæmme op for problemerne ved måling med et infrarødt termometer er der forskellige måder at måle temperaturen på.

Den første måde at måle temperaturen på med et IR-termometer er at bruge et infrarødt termometer, som er i bølgelængdeområdet 1,0 µm, 2,3 µm eller 3,9 µm. Disse bølgelængder betyder dog, at overfladetemperaturen ikke måles direkte, men lige under glasoverfladen. IR termometer bølgelængder på 5 µm og 7,9 µm sikrer, at overfladen også måles. Ulempen ved disse bølgelængdeområder er, at glassets temperatur skal være meget høj. Den er derfor ikke egnet til at måle temperaturer i det nedre måleområde.

En anden variant til måling af temperaturen på glas er at bruge et IR termometer med en bølgelængde på 8 ... 14 µm. Men vanskeligheden her er, at refleksionen af overfladen skal kompenseres af IR-termometeret. Ofte kan kun meget dyre IR termometre gøre dette. Ydermere er det vigtigt at indstille emissionsniveauet til 0,85 og at det IR termometer har en hurtig responstid, da glas kan ændre temperaturen hurtigt på grund af dets dårlige termiske egenskaber.

For at bruge et infrarødt termometer med en Med en bølgelængde på 8 … 14 µm kan såkaldte emissivitetsmærkater påsættes for at måle overfladetemperaturen hurtigt og nemt. Disse klistermærker har en emissivitet på 0,95. De er simpelthen limet til glasset. Efter en vis tid har mærkaten registreret glassets temperatur, og overfladetemperaturen kan måles med et hvilket som helst konventionelt infrarødt lasertermometer. Så bliver glassets temperatur så at sige målt. Dette er en hurtig, nem og billig metode til at måle glastemperaturen uden kontakt.

Elektriske installationer spiller en ekstremt vigtig rolle ikke kun i industrisektoren, men også på mange områder af hverdagen. I enhver husstand er der elektriske apparater og systemer, som vi er afhængige af for at fungere hver dag!

For at sikre en jævn og sikker funktion af alle disse elektroniske enheder og for at forhindre brande, kortslutninger og skader, bør deres tilstand kontrolleres på et tidligt tidspunkt. I tungmetalindustrien er IR termometre absolut nødvendige i produktion og videreforarbejdning, men tjener mere som en forebyggende foranstaltning. El-installationer er ikke altid synlige for os. Det meste af tiden er i det mindste dele af det skjult, og derfor er det meget svært at afgøre, om der er et forestående problem eller funktionsfejl. Selvom delene er synlige, er det ikke altid muligt at se, at et problem udvikler sig internt.

Elektricitet skaber en temperaturstigning. Med denne viden og det rigtige udstyr såsom et IR termometer kan store problemer, samt udgifter og nedbrud ofte undgås, hvis de skyldes problemer med de elektriske systemer. En af de vigtigste fordele ved IR termometre er evnen til at måle på afstand og undgå direkte kontakt med farlige punkter eller genstande. Målinger er meget hurtige, og hotspots, der med størst sandsynlighed vil forårsage problemer, kan lokaliseres, før et problem opstår. Modeller varierer i nøjagtighed og andre specifikationer, men alle modeller er normalt nemme at bruge, lette og kompakte.

Hvis de elektriske komponenter, der skal måles, er placeret i et hus, er det ikke altid nødvendigt at fjerne dette, da temperaturen på overfladen er relateret til temperaturen i huset og tilstrækkelige konklusioner kan tegnes på tilstanden indeni. En temperaturstigning i tilfælde af permanent drevne elektriske installationer, tilslutninger og motorer er altid en indikation for specialisten om, at der er behov for hasteforanstaltninger. Vær opmærksom på miljøet, hvori måleobjektet betjenes. En indikator for et eksisterende problem er en mærkbar stor forskel mellem den omgivende temperatur og temperaturen på enheden, stikkontakten, kablet, ledningen osv.

For hver elektrisk komponent eller enhed der er et bestemt temperaturområde, hvis maksimumværdi ikke må overskrides. Fejl og svigt af enheder og systemer kan være forårsaget af ekstreme forhold. Men hvis driftsbetingelserne svarer til producentens og det IR termometer registrerer en temperaturstigning på overfladen, skal enten et kabel eller hele systemet undersøges nærmere. Alt dette gør denne lille måleenhed til et uundværligt værktøj overalt, hvor der bruges elektroniske enheder, fra private husholdninger til store industrianlæg. Det hjælper med at finde ud af, om enhederne overholder de gældende regler og standarder, for at forhindre maskinfejl og nedetider og for at undgå store tab af penge og tid forårsaget af reparationer og gen-idriftsættelse af maskiner og systemer. Den vigtigste faktor er dog den sikkerhed, som et IR-termometer giver.

Overvågning og kontrol af produktions- og videreforarbejdningsprocesser spiller den vigtigste rolle, når det kommer til at sikre god kvalitet i slutproduktet. Da mange af disse processer foregår under vanskelige forhold i et industrielt miljø, skal de anvendte enheder ikke kun måle pålideligt og præcist, men også være ekstremt robuste og fungere under ekstreme forhold.

Uanset type metal, skal det Det skal være klart, at et kontakttermometer på ingen måde er egnet til at måle smeltede metaller. Ved forarbejdning og raffinering af stål, jern, kobber og andre metaller kan smedning kun finde sted ved bestemte temperaturer, som kan måles uden kontakt ved hjælp af et pyrometer. Et pyrometer er et IR termometer til berøringsfri måling.

Det IR termometer har følgende fordele i forhold til konventionelle termometre: det måler temperaturen på dele, der ikke er let tilgængelige, som ikke må røres, som er under tryk, det er til meget høje temperaturer, samt for ekstremt hurtige temperaturudsving osv.

Driftsprincippet er baseret på emission af infrarøde stråler, hvis intensitet afhænger af temperaturen på det materiale, der skal målt. Uden direkte kontakt kan enheden fjernmåle temperaturen i målområdet. Målingerne er i realtid og kan udføres meget hurtigt.

Pyrometre adskiller sig i den forudindstillede emissivitetsværdi og i den bølgelængde, som enhedens detektor reagerer på. Pyrometre af højere kvalitet til måling af meget høje temperaturer har en kort bølgelængde. Dette skyldes, at jo højere temperatur, jo mere udsendes der i retning af kortbølget.

Temperaturmåleområder varierer meget fra model til model. Derfor bør brugeren finde ud af, hvilken enhed der passer bedst til hans applikation. På grund af muligheden for at indstille en øvre og nedre grænse, arbejder nogle enheder helt uafhængigt og udsender alarmsignaler, hvis temperaturen på måleobjektet overstiger eller falder under en af grænseværdierne. Da pyrometeret er et berøringsfrit måleapparat, er der forskellige måder at sigte mod målet på. De mere simple enheder fra det lavere prissegment har normalt ikke noget særligt sigteapparat og kan kun måle på korte afstande.

Derimod bruger de mere komplekse enheder ofte en eller flere laserstråler. Kun én laserstråle garanterer ikke særlig høj nøjagtighed, da den kun sigter mod ét punkt. Dette gør en såkaldt parallaksefejl meget sandsynlig. Flere laserstråler omkring enhedens linse giver mulighed for meget større nøjagtighed, da disse tager højde for det område, der skal måles, og ikke kun et punkt. Hvis der skal måles på meget varme eller glødende overflader, kan et valgfrit optisk sigte være nyttigt, som er mere synligt end en laserstråle.

IR-termometre til høje temperaturområder anvendes primært i overvågningsteknologiske processer, samt i produktion af glas og beton eller i termisk energiteknologi.

Måledataene kan lagres i enheden og derefter overføres direkte til en printer ved hjælp af interfaces.

Moderne pyrometre til barske industrielle miljøer er udstyret med moderne elektro-optiske systemer, der er indbygget i beskyttede huse. Dette giver gode resultater og muliggør en lang levetid.