Termometr bezdotykowy / Laserowy

Poniżej znajdziesz kilka wskazówek, którymi warto się kierować przy wyborze lub zakupie termometru bezdotykowego / laserowego.

Kryteria przy doborze urządzenia/układu pomiarowego

- Miernik ręczny lub stacjonarny termometr na podczerwień
- Emisyjność / dokładność
- Warunki pomiaru w miejscu
- Pamięć wartości pomiarowych
- Koszty dalszych działań
- Serwis / wsparcie

Termometr bezdotykowy / laserowy służy do bezkontaktowego określania temperatury powierzchni zdefiniowanych obiektów. W praktyce metalowymi częściami mogą być konstrukcje, korpusy w piecach itp. Ale jak możesz się dowiedzieć przed zakupem, który termometr bezdotykowy / laserowy najlepiej nadaje się do danego zastosowania? Poniższy tekst pomoże Ci przed zakupem takiego urządzenia pomiarowego.

Czy wymagany jest przenośny lub stacjonarny termometr bezdotykowy / laserowy?
Odpowiedź na pytanie znajduje się w zastosowaniu. Jeżeli mierzone wartości mają być rejestrowane sporadycznie w celu zapewnienia jakości za pomocą termometru na podczerwień, należy zastosować mobilny termometr bezdotykowy / laserowy. Jeśli chcesz mierzyć w sposób ciągły i wykorzystywać mierzone wartości do sterowania innymi procesami, najlepiej jest użyć stacjonarnego termometru bezdotykowego / laserowego. Pirometry stacjonarne mają wtedy interfejsy do przekazywania zmierzonych wartości w postaci analogowej lub cyfrowej do systemu sterowania procesem lub sterownika.

Emisyjność
Ważne jest, aby znać emisyjność materiału, długość fali i temperaturę. Zależy to nie tylko od materiału mierzonego obiektu, ale także od długości fali zastosowanego termometru bezdotykowego / laserowego, a tym samym od temperatury obiektu. Inną wadą jest to, że podczas pomiaru za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego na metalach duże wahania emisyjności utrudniają dokładne wykrywanie (np. miedź: 0,012 (polerowana, 327 ° C), 0,78 (silnie utleniona, 25 ° C), 0,91 (silnie utleniona, 527 °C)).

Podczas gdy większość materiałów organicznych (drewno, tworzywa sztuczne, papier, farba), a także szkło i ceramika ma bardzo wysoką emisyjność (około 0,95) w średniej podczerwieni i dalekiej podczerwieni (FIR), gołe metale emitują lepiej przy krótkich długościach fal i mają w bliska (NIR) i średnia podczerwień (MIR) mają znacznie niższą, a przez to mniej korzystną dla pomiarów emisyjność (np. polerowane złoto w zakresie MIR tylko ok. 0,02). Ale jeśli metal Z. B. anodowany (aluminium) lub mocno utleniony, ma wyższą emisyjność około 0,9 w MIR. W przypadku metali malowanych o pomiarze temperatury decyduje wyższa emisyjność farby. Intensywność i położenie maksimum emisji zależy od jego temperatury.

Zakres pomiaru temperatury termometru bezdotykowego / laserowego znacznie łatwiej rozszerzyć w górę niż w dół. Termometry laserowe często mają możliwość ustawienia emisyjności np. jako pokrętło ze skalą 0...1. Niektóre termometry laserowe posiadają również dodatkowe wejście pomiarowe dla kontaktowego czujnika temperatury (np. termopary). Jeśli pirometr ma być skalibrowany dla nieznanego materiału w celu określenia emisyjności, można zmierzyć temperaturę za pomocą tego dodatkowego czujnika. Ustawienie emisyjności na termometrze bezdotykowym / laserowym jest następnie korygowane, aż pomiar bezkontaktowy doprowadzi do takiego samego wyniku jak w przypadku czujnika kontaktowego.

Czynniki wpływające
Temperatura, kąt pomiaru, geometria powierzchni (płaska, wklęsła, wypukła), grubość, wykończenie powierzchni (polerowana, szorstka, oksydowana, piaskowana), zakres spektralny pomiaru, transmitancja (np. przy cienkich foliach z tworzywa sztucznego).

Co oznacza współczynnik plamki pomiarowej?
Każdy miernik temperatury na podczerwień posiada układ optyczny o określonym stosunku plamki pomiarowej. Często czytasz informacje takie jak 2:1, 10:1 lub 20:1 na niedrogim termometrze na podczerwień. W przypadku drogich i wysokiej jakości urządzeń liczba ta może wzrosnąć do 75:1. Innymi słowy, można również powiedzieć x:y. Ta specyfikacja wskazuje następnie, że w odległości x cm od powierzchni plamka pomiarowa ma rozmiar średnicy y. Możesz to sobie wyobrazić jako stożek świetlny latarki. Jeśli podejdziesz do ściany z latarką, stożek światła będzie mniejszy niż wtedy, gdy staniesz dalej. Niektóre termometry laserowe oferują opcję zmniejszenia lub powiększenia tego punktu pomiarowego, w zależności od potrzeb danego zastosowania.

Czy należy dokumentować odczyty z termometru bezdotykowego / laserowego?
Niektóre termometry laserowe oferują możliwość zapisywania zmierzonych wartości w pamięci wewnętrznej. Pamięć ta może być następnie odczytana za pomocą komputera z oprogramowaniem do celów kontroli jakości. W większości przypadków interfejsem termometru na podczerwień jest interfejs USB, a dane pomiarowe są często zapisywane bezpośrednio na karcie pamięci SD.

Koszty następcze
Typowymi kosztami, które mogą powstać podczas używania termometrów laserowych, są koszty kalibracji. Na przykład, jeśli masz odpowiednie wymaganie z podręcznika zarządzania jakością ISO, należy przestrzegać standardowego interwału kalibracji. Koszty te byłyby zatem należne za kalibrację przy składaniu zamówienia, jak również za kalibrację roczną. Może się również zdarzyć, że z biegiem czasu regulacja stanie się nieunikniona, ponieważ urządzenia pomiarowe i ich czujniki również mogą dryfować w czasie. Należy również wziąć pod uwagę materiały eksploatacyjne, takie jak baterie i akumulatory. Są to jednak zazwyczaj materiały wystandaryzowane.

Serwis / Wsparcie
Kolejna uwaga. Oczywiście nie można po prostu ocenić wyników firmy z zewnątrz. Na koniec musisz zadać sobie pytanie, czy za kilka lat nadal będziesz mógł otrzymywać wsparcie lub zamawiać części zamienne . Zadzwoń do PCE Instruments, porozmawiaj z jednym z techników i działem przyjmowania zamówień, przekonaj się o jakości doradztwa i zaufaj światowej sieci firmowej PCE Instruments (od 1999 roku).

Termometr bezdotykowy / Laserowy - Zasada działania
Promieniowanie podczerwone jest częścią światła słonecznego i może być oddzielone przez pryzmat. To promieniowanie ma energię. Na początku XX wieku naukowcy Planck, Stefan, Boltzmann, Wien i Kirchhoff zdefiniowali działania widma elektromagnetycznego i ułożyli równania opisujące energię podczerwieni. Pozwala to na zdefiniowanie energii za pomocą krzywych emisji ciała doskonale czarnego. Obiekty o temperaturze powyżej zera bezwzględnego emitują energię. Ilość energii wzrasta proporcjonalnie do czwartej potęgi temperatury. Ta koncepcja stanowi podstawę pomiaru temperatury w podczerwieni. Wraz ze współczynnikiem emisji zmienna wchodzi w to prawo. Emisyjność jest miarą stosunku promieniowania, emitowane przez ciało szare i ciało czarne w tej samej temperaturze. Ciało szare to obiekt, który ma taką samą emisyjność na wszystkich długościach fal. Ciało inne niż szare to obiekt, którego emisyjność zmienia się wraz z długością fali, np. np. aluminium. Ponadto współczynnik emisji jest równy współczynnikowi absorpcji.

W przypadku błyszczących powierzchni emisyjność termometru bezdotykowego / laserowego można ustawić ręcznie lub automatycznie, aby skorygować błąd pomiaru. W większości aplikacji jest to bardzo proste. W przypadkach, gdy emisyjność nie jest stała, problem można rozwiązać, mierząc przy dwóch lub więcej długościach fal.

Termometry laserowe produkowane są w wielu konfiguracjach różniących się optyką, elektroniką, technologią, wielkością oraz obudową. Jednak to, co je wszystkie łączy, to łańcuch przetwarzania sygnału, który rozpoczyna się sygnałem IR, a kończy elektronicznym sygnałem wyjściowym. Ten ogólny łańcuch pomiarowy rozpoczyna się od systemu optycznego składającego się z soczewek i/lub światłowodów, filtrów i detektora.

Co należy wziąć pod uwagę w przypadku termometru na podczerwień?
Przede wszystkim trzeba mieć świadomość, że temperaturę powierzchni przedmiotów można mierzyć jedynie za pomocą pirometru, jak nazywa się również termometr bezdotykowy / laserowy. Na przykład, jeśli wycelujesz termometrem laserowym w stalowy sześcian i określisz temperaturę, jest całkiem możliwe, że zmierzona temperatura powierzchni jest znacznie wyższa niż rzeczywista temperatura rdzenia. Ponadto należy zauważyć, że refleksy i odbicia mogą wystąpić na powierzchniach o wysokim połysku, takich jak polerowany metal, a nawet szkło. Tutaj obowiązuje zasada „kąt padania = kąt wyjścia”. Jeśli więc wycelujesz i zmierzysz wypolerowaną powierzchnię za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego pod kątem 45°, nie mierzysz powierzchni, ale obiekt, który znajduje się pod kątem 45° w stosunku do tego obiektu. To samo dotyczy powierzchni szklanych.

Czy mogę mierzyć przez szkło za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego?
Zasadniczo musisz odpowiedzieć na to pytanie wyraźnym „nie”. Ale, jak zawsze, są wyjątki. W przypadku termometru na podczerwień, który pracuje w zakresie spektralnym 8...14 µm, nie ma możliwości pomiaru przez taflę szkła. To samo dotyczy tutaj, jak wspomniano już w akapicie drugim. Jeśli chcesz np. użyć termometru bezdotykowego / laserowego w piekarniku do bezkontaktowego pomiaru temperatury substancji o kontrolowanej temperaturze, musisz zainstalować w ściance obudowy piekarnika tzw. okienko podglądu na podczerwień. Okienko to wykonane jest z materiału, który nie filtruje promieni IR w zakresie spektralnym 8...14 µm. Teraz możesz zadać sobie kolejne pytanie:

Jak mierzy się temperaturę szkła za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego?
W przemyśle szklarskim napotyka się właśnie na taką trudność, że zwykłe urządzenia pomiarowe na podczerwień nie są odpowiednie. A gdybyś użył takiego urządzenia pomiarowego, wystąpiłyby błędy pomiarowe i nieprawidłowe pomiary. Do tego zastosowania stosuje się termometry laserowe, które mają stały zakres widmowy, na przykład 5 µm. Tutaj zakres długości fal jest dobrany w taki sposób, że termometr nie mierzy bezpośrednio powierzchni tafli szkła, ale minimalnie pod taflą szkła. Możesz również użyć termometru bezdotykowego / laserowego do bezdotykowego pomiaru temperatury szkła.

Promieniowanie podczerwone nie jest widoczne. W jaki sposób zapewnia się, że pomiar odbywa się za pomocą termometru na podczerwień we właściwym miejscu?
Aby mieć pewność, że zawsze mierzysz temperaturę powierzchni we właściwym miejscu, przenośne termometry bezdotykowe / laserowe mają wbudowany laser jako pomoc celowniczą. W najprostszym przypadku ta laserowa pomoc celownicza może być prostym punktem laserowym. Inne formy to laser krzyżowy z dwoma punktami laserowymi, które zmniejszają lub zwiększają odległość od siebie w zależności od odległości między termometrem na podczerwień a obiektem, lub laser kołowy, który kreśli dokładny zarys plamki pomiarowej na powierzchni.

Pomiar długości fali (NIR, MIR, FIR)
Jaka długość fali pomiarowej jest idealna do pomiaru za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego, zależy od materiału i jego temperatury. Dla wartości zbliżonych do temperatury pokojowej najlepsze są długości w średniej podczerwieni (MIR). Oznacza to, że stosowane są czujniki termiczne i piroelektryczne.

Temperatury od ok. 350 °C można mierzyć w bliskiej podczerwieni za pomocą fotodiod IR za pomocą termometru bezdotykowego / laserowego. Na przykład fotodioda germanowa ma niższa długość fali odbiorczej około 1,9 mikrona. Temperatury od około 700 ° C w widzialnym zakresie widmowym można mierzyć za pomocą fotodiod. Zakres długości fali odbioru pirometrów wysokotemperaturowych jest często określany przez fotoodbiornik. Na przykład najniższa długość fali odbioru fotodiod krzemowych wynosi około 1,1 µm. Obiekt o temperaturze 3000 K ma maksymalne promieniowanie, ale można nim mierzyć temperatury już od około 700°C

Innym obszarem zastosowania termometru bezdotykowego / laserowego jest medycyna. W ten sposób gorączkujący pacjenci mogą zostać odizolowani od tłumu i zbadani pod kątem patogenów. Termometry laserowe są używane w wielu krajach Azji, Europy i Ameryki Północnej. Mogą one wykrywać temperatury w zakresie ciepłoty ciała z dużą dokładnością. Możesz więc odpowiednio szybko działać.

Inteligentna technologia
Czujniki podczerwieni firmy PCE Instruments do automatyzacji procesów umożliwiają ciągłe monitorowanie temperatury. Inteligentne, cyfrowe systemy umożliwiają inżynierowi procesu zdalne programowanie czujników termometru na podczerwień oraz przesyłanie i rejestrację danych pomiarowych. Od miniaturowych głowic pomiarowych po zaawansowane systemy obrazowania z interfejsami dostosowanymi do potrzeb klienta — nasze czujniki zapewniają precyzyjne i niezawodne monitorowanie temperatury w przemysłowych procesach produkcyjnych.

Zalety termometru bezdotykowego / laserowego
Czujniki przemysłowe to niezawodne, ekonomiczne i łatwe w użyciu rozwiązania do precyzyjnego monitorowania temperatury. Dzięki skróceniu przestojów, zmniejszeniu liczby braków oraz zwiększeniu efektywności i produktywności procesów produkcyjnych czujniki podczerwieni firmy PCE Instruments zapewniają natychmiastowe i znaczne oszczędności czasu i pieniędzy.

Obszary zastosowania Produkcja stali / obróbka stali
Za pomocą termometrów na podczerwień można monitorować i regulować każdy etap produkcji stali. Precyzyjne pomiary temperatury dostarczają informacji o tym, czy przestrzegane są wartości graniczne obowiązujące w produkcji lub czy wymagana jest interwencja organów regulacyjnych. Zapewnia to, że stal ma określone właściwości metalurgiczne. Używając termometrów laserowych, nie tylko poprawiasz jakość produktu, ale także zwiększasz produktywność, skracasz przestoje i zmniejszasz koszty energii. Jednocześnie zwiększają bezpieczeństwo pracy i upraszczają rejestrację danych.

Konserwacja przemysłowa
Fest installierte Stałe sondy idealnie nadają się do pomiarów temperatury w celu kontrolowania jakości produktów, stanu technicznego i konserwacji, a także do monitorowania temperatury otoczenia i przeprowadzania kontroli bezpieczeństwa. Nadmierne nagrzewanie wskazuje na głębsze problemy, które, jeśli zostaną zignorowane, mogą spowodować uszkodzenie sprzętu lub nawet obrażenia ciała. Dlatego regularny pomiar temperatury zdecydowanie powinien być częścią bieżących kontroli. Rutynowe kontrole wskażą, gdzie występują potencjalne lub rzeczywiste problemy, umożliwiając wprowadzanie poprawek w locie lub planowanie napraw przed wymaganymi przestojami.

Konserwacja systemów elektrycznych i budynków
Czujniki termometru na podczerwień mogą pomóc w określeniu, czy silniki, kotły, łożyska, systemy elektryczne i wszelkiego rodzaju urządzenia operacyjne działają prawidłowo i wykryć podstępne usterki. W ten sposób przyczyniają się do wydajnej pracy systemów i zapobiegają kosztownym przestojom. Temperaturę można odczytać z bezpiecznej odległości. Bezdotykowe termometry na podczerwień mogą być również wykorzystywane do sprawdzania urządzeń elektrycznych pod kątem nadmiernego nagrzewania się spowodowanego luźnymi połączeniami lub korozją oraz do wykrywania usterek w panelach, statecznikach, rozdzielnicach i połączeniach bezpieczników.

Kalibracja i certyfikacja termometrów laserowych
Istnieje możliwość zakupu certyfikatu kalibracji ISO dla termometrów laserowych. Raport z badań z danymi adresowymi Twojej firmy jest wydawany podczas certyfikacji i kalibracji laboratoryjnej, dzięki czemu możesz na przykład włączyć urządzenia do swojej wewnętrznej puli sprzętu testowego ISO i potwierdzić, że urządzenia można prześledzić wstecz do krajowych „norm”.

Kalibracja: Sprawdzenie poprawności zmierzonych wartości przyrządów do pomiaru temperatury bez ingerencji w układ pomiarowy. Lub Określenie systematycznego odchylenia wskazań przyrządów pomiarowych od rzeczywistej wartości mierzonej wielkości.

Świadectwo kalibracji dokumentuje właściwości metrologiczne urządzeń pomiarowych i spójność z normą krajową.

Częstotliwość kalibracji: Aby móc przeprowadzać prawidłowe pomiary za pomocą termometru na podczerwień, używane urządzenia pomiarowe muszą być monitorowane i kalibrowane w regularnych odstępach czasu. Okres ten odpowiada interwałowi kalibracji. Nie ma ogólnego stwierdzenia, kiedy urządzenia pomiarowe powinny być ponownie kalibrowane. Ważnymi punktami przy określaniu interwału są:

• Zmienna mierzona i dopuszczalny zakres tolerancji
• Wymagania stawiane przyrządom pomiarowym i aparaturze badawczej
• Częstotliwość użycia
• Warunki otoczenia
• Stabilność dotychczasowych wzorcowań
• Wymagana dokładność pomiaru
• Definicje systemu zapewnienia jakości w przedsiębiorstwach

Oznacza to, że odstęp między dwiema kalibracjami musi ostatecznie zostać określony i monitorowany przez samego użytkownika. Nasze zalecenia dotyczące termometru na podczerwień dla interwału kalibracji to 1-3 lata. Aby nie zostawiać klienta samego z potencjalnie kosztownym ustaleniem interwału, służymy radą naszych pracowników.