Termômetro infravermelho

Qual sistema de medição infravermelho é adequado para uma melhor aplicação?
Normalmente, você como cliente pode chamar a qualquer momento diretamente ao serviço técnico da PCE Instruments: +34 967 543 548. Os assessores farão perguntas específicas sobre sua aplicação e irão sugerir os produtos mais adequados para o seu trabalho de medição.

Veja abaixo a informação que deve de ter em mente na hora de eleger ou comprar um termômetro infravermelho.

Critérios para a seleção de um dispositivo / sistema de medição.

- Dispositivo manual ou termômetro infravermelho de instalação fixa
- Grau de emissividade / precisão
- Informes de pontos de medição
- Memória
- Despesas de monitoramento
- Serviço / Suporte

Um termômetro infravermelho é usado para determinar a temperatura da superfície sem contato dos objetos definidos. Na prática, pode ser peças metálicas, edifícios, objetos em fornos, etc. Mas, como sabemos antes de comprar, qual é o termômetro infravermelho mais adequado para a aplicação? O seguinte texto oferece algumas dicas antes de comprar um dispositivo de medição.

Você precisa de um termômetro infravermelho portátil ou de instalação fixa?
A resposta para a pergunta depende da aplicação. Se os valores de medição forem detectados de forma esporádica para fins de controle de qualidade com um termômetro infravermelho, deveria usar um termômetro infravermelho portátil. Se precisa medir continuamente e usar as medições para controle de processo, precisaria de um termômetro infravermelho de instalação fixa. O pirômetro de instalação fixa possui uma interface digital para fornecer valores de medição analógicos ou digitais com um sistema de controle de processo ou controlador.

Grau de emissividade
No entanto, o termômetro infravermelho também tem desvantagens. Uma delas é que você precisa saber o grau de emissividade, o comprimento de onda e a temperatura de um material. Isso depende não apenas do tipo de material do objeto a ser medido, mas também do comprimento de onda do termômetro utilizado e, portanto, da temperatura do objeto. Outra desvantagem é que a medição em um metal com o termômetro infravermelho dificulta a medição precisa devido aos grandes desvios dos graus de emissividade (por exemplo, cobre 0,012 [polido, 327 °C], 0,78 [muito oxidado], 0,91 [muito oxidado]).

Enquanto a matéria orgânica (como madeira, plástico, papel, verniz), vidro e cerâmica tem um alto grau de emissividade (aprox. 0,95) no infravermelho médio (MIR) e infravermelho distante (FIR), os metais brilhantes irradiam melhor em comprimentos de onda curtos e têm graus de emissividade mais desfavoráveis no infravermelho curto (NIR) e no infravermelho médio (MIR), como por exemplo, o ouro na faixa MIR de apenas 0,02. Entretanto, se o metal for anodizado (alumínio) ou muito oxidado, o grau de emissividade será maior no infravermelho médio (MIR), em torno de 0,9. O grau de emissividade superior em metais lacados desempenha um papel decisivo na medição de temperatura. A intensidade e a situação da emissividade máxima dependem da temperatura.

A faixa de temperatura de um termômetro infravermelho é mais fácil de expandir para cima do que para baixo. Vários modelos de termômetros infravermelhos podem ajustar o grau de emissividade, por exemplo, como um botão rotativo em uma escala de 0 a 1. Alguns termômetros infravermelhos têm uma entrada adicional para uma sonda de temperatura de contato, como por exemplo, um termoelemento. Se você precisa calibrar o grau de emissividade do termômetro infravermelho para determinar a temperatura de um material desconhecido, poderá medir a temperatura deste material com a sonda de temperatura de contato e depois pode ajustar o grau de emissividade do termômetro até que a temperatura do sensor infravermelho seja a mesma que a da sonda de contato.

Fatores afetados
A temperatura, o ângulo de medição, a geometria da superfície (plana, côncava, convexa), a espessura, o acabamento da superfície (polida, áspera, oxidada, arenosa), a faixa de medição espectral, a transmissividade (por exemplo, com placas de plástico finas), o comprimento de onda é medido (em mícrons).

O que significa a relação distância-objeto especificada?
Cada dispositivo de medição de temperatura por infravermelho possui um sistema óptico com uma relação específica do ponto de medição. As especificações tais como 2:1, 10:1 ou 20:1 são muito comuns em um termômetro infravermelho barato. Com um dispositivo de maior qualidade, a especificação pode aumentar até 75:1. Estes valores também podem ser ditos de maneira diferente, x:y. significa que o ponto de medição tem um diâmetro de y cm quando a distância a uma superfície é x cm. O cone de luz pode ser imaginado com uma lâmpada. Ao aproximar a uma lâmpada na parede, o cone de luz é menor do que se estivesse mais distante. Alguns termômetros infravermelhos oferecem a possibilidade de reduzir este ponto de medição ou aumentá-lo de acordo com suas necessidades.

O termômetro infravermelho deveria registrar os valores medidos?
Alguns termômetros infravermelhos oferecem a possibilidade de registrar os valores medidos em uma memória interna. Esta memória pode ser lida mais tarde para garantir a qualidade através de um PC com o software. A interface do termômetro infravermelho, na maioria dos casos, é uma porta USB. Em alguns casos, os valores medidos são salvos diretamente em um cartão de memória SD.

Despesas subseqüentes
As despesas habituais de usar o termômetro infravermelho são os custos de calibração. Por exemplo, se você precisa atender aos requisitos do manual de qualidade ISO, os intervalos de calibração padrão devem ser respeitados. Portanto, essas despesas ocorrem quando você faz a compra e são repetidas anualmente. Também é possível que um ajuste de longo prazo seja feito porque os medidores e seus sensores podem variar com o tempo. Os consumíveis, como baterias (recarregáveis), devem ser levados em conta ao realizar seus cálculos, em geral, são materiais padronizados.

Serviço / Suporte
Este é outro ponto a considerar. Naturalmente, não é fácil avaliar o desempenho de um fabricante ou vendedor, mas você deve verificar se receberá assistência dentro de alguns anos ou se poderá solicitar peças de reposição. Ligue para a PCE Instruments e fale com nosso departamento técnico e de pedidos, certifique-se da qualidade do assessoramento e confie na PCE Instruments, a rede global de empresas (desde 1999).

Princípio de função
A radiação infravermelha é uma parte da luz solar e pode ser dividida pela translucidez de um prisma e esta radiação está presente na energia. No início do século XX, os cientistas Planck, Stefan, Boltzmann, Viena e Kirchhoff definiram as atividades do espectro eletromagnético e inventaram equações para descrever a energia infravermelha. Isso permitiu definir a energia que envolve as curvas de emissão de um corpo preto. Objetos com uma temperatura acima de zero absoluto irradiam energia. A quantidade de energia aumenta proporcionalmente à um quarto de potência da temperatura. Este conceito é a base para medição de temperatura por infravermelho. Com o fator de emissão, uma variável é produzida nesta lei. O fator de emissão é uma medida para a proporção da radiação emitida por um corpo cinza e um corpo negro na mesma temperatura. Como um cinza, um objeto é concebido com a mesma emissividade em todos os comprimentos de onda. Um corpo não cinza é um objeto em que a emissividade varia com o comprimento de onda, por exemplo, o alumínio. Além disso, o fator de emissão é igual ao fator de absorção.

Para superfícies brilhantes, poderá ajustar manual ou automaticamente o fator de emissão no termômetro infravermelho para corrigir o erro de medição. Na maioria das aplicações, isso é muito fácil. Nos casos em que o fator de emissão não é constante, o problema pode ser resolvido medindo em dois ou mais comprimentos de onda.

Os termômetros infravermelhos apresentam-se em muitas configurações que são diferenciadas em óptica, eletrônica, tecnologia, tamanho e invólucro. No entanto, todos eles têm em comum a cadeia de processamento de sinais que começou com um sinal IR e um sinal de saída eletrônico na extremidade. Esta cadeia de medição geralmente começa com um sistema óptico de lentes ou guias de ondas ópticas, filtros e um detector.

O que deve-se ter em consideração para um termômetro IR?
Como primeiro passo, deve considerar que só pode medir a temperatura superficial dos objetos como um pirômetro ou também chamado termômetro infravermelho. Se, por exemplo, com o termômetro laser apontar uma vedação de aço e determinar a temperatura, é possível que a temperatura da superfície medida seja significativamente maior do que a temperatura real do núcleo. Além disso, deve garantir que essas sejam superfícies de alto brilho, como metal polido ou mesmo vidro, reflexos e reflexões: isso se aplica aqui em "o ângulo de incidência = o ângulo de saída". Então, quando você aponta e mede com um termômetro infravermelho em um ângulo de 45º para uma medição de uma superfície polida, a superfície não é medida, mas sim o objeto que está dentro de um ângulo de 45º daquele objeto; O mesmo ocorre com o vidro.

É possível medir através do vidro com um termômetro infravermelho?
Normalmente, você tem que responder a pergunta com um não. Mas, como sempre, há exceções. Com um termômetro infravermelho, que tem uma faixa espectral de 8 ... 14 µm, não é possível medir através do vidro. Se desejar, por exemplo, medir a temperatura de um material dentro de um forno com um termômetro infravermelho, terá que instalar uma janela infravermelha na frente do forno. A janela está composta de um material que não filtra as ondas infravermelhas em uma faixa espectral entre 8 e 14 µm. Agora você pode fazer a seguinte pergunta:

Como a temperatura do vidro é medida agora com um termômetro infravermelho?
Na indústria de fabricação de vidro, os instrumentos IR normais são apropriados e se utilizaria um dispositivo de medição seria que produziria erros e medições incorretas. Os termômetros infravermelhos que são usados para esta aplicação e que possuem uma faixa espectral fixa de, por exemplo, 5 µm. Aqui, a faixa de comprimento de onda é selecionada de modo que o termômetro não meça diretamente a superfície da lâmina de vidro, mas minimamente por baixo do vidro. Desta forma, também pode medir a temperatura de transição do vidro com um termômetro infravermelho.

A radiação infravermelha não é visível. Como certificar-se de que o termômetro mede o lugar correto?
Para garantir que a temperatura da superfície seja sempre medida no local correto, os termômetros infravermelhos portáteis têm um ponteiro a laser, como uma ajuda para a medição. Esse dispositivo a laser pode ser simplesmente um simples ponto de laser. Outras formas são um laser em cruz, que diminui ou aumenta a distância com dois pontos de laser, dependendo da distância na qual esteja o termômetro infravermelho IR de um objeto ou de um laser de círculo que registra o contorno exato da marca de medição na superfície.

O comprimento de onda de medição (NIR, MIR, FIR)
O comprimento de onda de medição ideal para uma medição com o termômetro infravermelho depende do material e de sua temperatura. Para valores em temperatura ambiente, os comprimentos em um infravermelho médio (MIR) são as melhores. Para isso, são utilizados sensores térmicos e piroelétricos.

As temperaturas de cerca de 350 °C podem ser determinadas no infravermelho próximo com fotodiodos IR com o termômetro infravermelho. Assim, um fotodíodo de germânio tem, por exemplo, um comprimento de onda de recepção inferior de aproximadamente de 1,9 µm. Com os fotodiodos, as temperaturas podem ser medidas a partir de aproximadamente 700 °C na faixa espectral visível. O alcance do comprimento de onda de recepção dos pirômetros para altas temperaturas é freqüentemente determinado por fotorreceptores. Por exemplo, o menor comprimento de onda de recepção dos fotodiodos de silício é de aproximadamente 1.1 μm. Um objeto com uma temperatura de 3000 K na sua radiação máxima, com o qual pode-se medir temperaturas de aproximadamente 700 °C.

Outro campo de aplicação do termômetro infravermelho é o campo da medicina. É possível isolar pacientes com febre e procurar patógenos. Os termômetros infravermelhos são usados em muitos países da Ásia, Europa e Estados Unidos. Eles podem reconhecer temperaturas corporais com alta precisão. Desta forma, podemos agir rapidamente.

A tecnologia inteligente
Os sensores infravermelhos da PCE Instruments para automação permitem o monitoramento contínuo da temperatura. Os sistemas inteligentes e digitais permitem aos engenheiros de processos a programação remota de sensores de termômetro infravermelho e a transmissão e gravação dados em tempo real. De ondas em miniatura até sofisticados sistemas de imagens com interfaces personalizadas, nossos sensores fornecem monitoramento de temperatura preciso e confiável nos processos de fabricação industrial.

Benefícios do termômetro infravermelho
Os sensores industriais são soluções fiáveis, acessíveis e fáceis de usar para controle preciso da temperatura. Ao reduzir o tempo de inatividade, os resíduos diminuem e a eficiência e a produtividade dos processos de fabricação aumentam, os sensores infravermelhos da PCE Instruments proporcionam a você uma economia imediata de tempo e dinheiro.

Áreas de produção de aço / transformação do aço
Com termômetros infravermelhos, poderá monitorar e controlar cada etapa do processo de fabricação de aço. As medições precisas de temperatura proporcionam informações sobre a conformidade das normas aplicáveis aos limites de produção ou se a ação é regulatória. Isso garante que o aço receba as propriedades metalúrgicas prescritas. Através do uso de termômetros infravermelhos, não só melhora a qualidade do produto, mas também aumenta a produtividade, reduz o tempo de inatividade e os custos de energia e, ao mesmo tempo, aumenta a segurança e a gravação torna-se simplificada.

Manutenção industrial
Os sensores de instalação fixa são ideais e apropriados para a medição da temperatura, para monitorar a qualidade do produto, para verificar o funcionamento e o nível de manutenção, assim como a temperatura ambiente e os controles de segurança. Um aquecimento excessivo é uma indicação de problemas mais profundos, que podem causar danos ao equipamento ou até mesmo lesões pessoais. Portanto, uma medição regular da temperatura deve ser definitivamente parte dos controles atuais. Os controles realizados diariamente com precisão indicam onde há problemas potenciais ou iminentes e podem ser feitos ajustes quando programadas as reparações antes das desconexões.

Manutenção de instalações elétricas e edifícios
Os sensores do termômetro infravermelho podem ajudar a determinar se os motores, caldeiras, rolamentos, sistemas elétricos e qualquer tipo de dispositivo de acionamento funcionam corretamente e podem detectar gradualmente problemas emergentes. Contribuem para o funcionamento eficiente dos seus sistemas e evitam encerramentos dispendiosos. As temperaturas podem ser lidas a uma distância segura. O termômetro infravermelho sem contato também pode ser usado para controlar o superaquecimento de equipamentos elétricos, que aumentam devido a conexões fracas ou corrosão, bem como para detectar erros em quadros de distribuição, engrenagens, marchas e terminais de fusíveis.

Calibración y certificado de laboratorio de termómetro infrarrojo
Você pode obter um certificado de calibração ISO para os termômetros infravermelhos. Neste certificado e calibração laboratorial de termômetros infravermelhos, é emitido um certificado de revisão com as coordenadas de sua empresa para que, por exemplo, você possa depositar os termômetros infravermelhos em consórcios entre empresas de instrumentos de controle ISO, e está certificado que os termômetros infravermelhos podem ser redefinidos de acordo com os padrões nacionais.

Calibração: Revisão da precisão das magnitudes medidas dos termômetros infravermelhos sem envolver o sistema de medição. Ou então: determinação do desvio sistemático da tela do medidor em relação ao valor real da magnitude medida.

Intervalo de calibração: Para realizar as medições corretamente, os termômetros infravermelhos utilizados devem ser revisados ou calibrados periodicamente. Este período de tempo corresponde ao intervalo de calibração. Não existe um padrão que indique quando devemos recalibrar os termômetros infravermelhos. Os seguintes pontos devem ser considerados para determinar o intervalo:

- Magnitude medida e faixa de tolerância permitida
- Utilização de medidores e instrumentos de controle
- Frequência de uso do dispositivo
- Condições ambientais
- Estabilidade da calibração anterior
- Precisão de medição requerida
- Disposições relativas ao sistema de controle de qualidade das empresas

Isto significa que o período entre duas calibrações deve ser estabelecido e controlado pelo próprio usuário. Nosso conselho para os termômetros infravermelhos é que o intervalo de calibração deve ser de entre 1 e 3 anos. Em caso de necessidade, ao tentar aumentar a configuração do intervalo, não hesite em seguir os conselhos de nossos funcionários.