Érintésmentes mérés fém hőmérsékletét, egy külön cikket
Szinte minden ipari gyártási fázis fenntartsunk egy előre meghatározott hőmérséklet egy olyan tényező, amely a folyamat és a termék minőségét. Érintésmentes infravörös hőmérő kapott ugyanabban hírnevet méréstechnika, mivel nincs hatással a mért tárgy. Ez vonatkozik a fém a mérési folyamat.
Megfelelő ellenőrzési és irányítási folyamat hőmérséklete előírt minőségi tanácsadás a gyártótól vagy az alapvető ismereteket méréstechnikai a kliens. Ez a cikk az alapvető információkat az fontos paraméterek, mint például emissziós és reflexió, valamint a következményes mérési hibákat. Emellett azt mutatják gyakorolt hatásuk mérésére a fémek, és miért van lehetőség, hogy egy megbízható és reprodukálható érintésmentes mérési módszer.
Az infravörös sugárzás spektruma
Ha az objektum a hőmérséklete az abszolút nulla, 0 K (-273,15 ° C), az általa kibocsátott saját hőmérsékletét arányos elektromágneses sugárzást. Infravörös spektrális régió ugyanabban az időben az egész elektromágneses spektrum csak egy nagyon korlátozott területen. Ez kiterjeszti a végén a látható spektráiis tartományban körülbelül 0,78 mikron, hogy hullámhossz értékeinél 1000 mikron. A spektrum a érdeklődés az infravörös mérési hőmérséklet elér egy tartományban 0,8 és 14 mikron. Ezen értékek felett hullámhossz elhanyagolható mennyiségű energiát olyan mértékben, hogy a detektor érzékenysége nem elegendő mérésére.
Infravörös sugárzást bocsát ki a tárgy áthalad a légkör és a fókuszálható egy lencse a detektorra. A detektor egy elektromos jelet megfelelő sugárzás. jelet egy arányos kimeneti érték a hőmérséklet az objektum végezzük jelerősítés és ezt követő digitális feldolgozás. A mért érték jelenik meg vagy feldolgozott egy elektromos jel.
Normál kimenetek továbbítására a mért értékeket a rendszer formájában rendelkezésre álló lineáris jel 0 / 4-20 mA, 0-10 V, és a hőelem jeleket. Ezen kívül a legtöbb jelenleg használt infravörös hőmérő digitális interfész (USB, RS232, RS485, relék, PROFIBUS DP, CAN adatbusz, Ethernet) adatok kiadását, valamint közvetlen hozzáférést biztosít a készülék paramétereit.
Számítása hőmérséklet révén infravörös sugárzás
Mint egy vevő, a sugárzásérzékelő a legfontosabb eleme az egyes infravörös hőmérő. Mivel a bejövő elektromágneses sugárzás egy elektromos jelet, amely lehet pontosan elemezni. A detektor jelet U, és a hőmérsékletet TObekta objektum van az alábbi összefüggést:
A detektor jelet származó kibocsátott sugárzás az objektum a teljes spektrumát a sugárzás növeli arányosan a negyedik hatványával abszolút hőmérséklet a tárgy. Ez azt jelenti, hogy ha az objektum a mérési hőmérséklet két alkalommal növekszik, a detektor jelét faktorral növekszik 16.
Mivel szükséges figyelembe venni, valamint a sugárzási szinttel ε tárgy és a visszavert környezeti sugárzás környezetben a tárgy felületén Tamb. Sze és a belső emissziós infravörös hőmérő TPirom. (C - fajlagos konstans az eszköz), a képlet a következőképpen változik:
Továbbá, infravörös hőmérő nem működik a teljes sugárzási spektrumot. A n kitevő függ a hullámhossz. N index hullámhosszon 1-14 mikron tartományban van 17 ... 2, y rövid mérőkészülékek meghatározására a hőmérséklet a fém (1,0-2,3 mikron) - közötti 15 ... 17:
A hőmérséklet az objektum számítjuk beállításával a végső formula. A számítások eredményei az összes fellépő Görbesereg a hőmérsékleti értékek EEPROM memória infravörös hőmérő:
Infravörös hőmérők kap elég jel a hőmérséklet mérésére. Alapján az egyenletek látható, hogy együtt a hullámhossz-tartományban (emissziós spektruma) fontos, és a visszavert környezeti sugárzás és a sugárzás együttható amikor szükség van rá, hogy érzékeli a hőmérsékletet pontosan. A paraméter értéke származik, és ismertetjük.
ABB modell - egy fontos jellemzője a támogatás
Már 1900-ban, Planck, Stefan, Boltzmann, Wien és Kirchhoff adott pontos meghatározása az elektromágneses spektrum és létrehozott minőségi és mennyiségi kapcsolat leírására az infravörös energiát. ABB modell alapját képezi a megértése a fizikai bázisok a nem-érintkező hőmérséklet mérésre és kalibrációs technológiák infravörös hőmérők.
Egyrészt, a modell egy feketetest testület, amely elnyeli az összes beeső sugárzás; nem látszanak tükröződik (ρ = 0), nincs átvitel (τ = 0). Az abszorpciós együttható α egyike. Másrészt, a modell feketetest függően saját hőmérsékletét minden hullámhosszon bocsát ki a lehető legnagyobb mennyiségű energiát. Az emisszió ε is az egyik.
ABB tervezési modell nagyon egyszerű. A táplálékot zárt üreges test, amely az egyik végén van egy kis nyílás. Ha ez a test, hogy az összes, de állandó hőmérsékletű, ez a kamra lesz a termikus egyensúlyban, és ki a furat megy idealizált teljes sugárzás az elektromágneses spektrum.
A Planck-féle sugárzási törvény mutatja az alapvető összefüggést az érintésmentes hőmérséklet mérés. Ez leírja a konkrét spektrális emisszió M λs feketetest modell egy fél, attól függően, hogy annak hőmérsékletét a T és a figyelembe vett hullámhossz λ (c: a fény sebessége, h: Planck kvantum cselekvési):
A mellékelt ábrán példákat bemutatott hőmérséklet minden esetben formájában logaritmikus spektrális sugárzás feketetest M modell λs magasabb hullámhossz λ.
Megjelenítheti többszörös kapcsolattal. Rövid leírása a ketten az alábbiakban közöljük. Integrálásával a spektrális sugárzás intenzitása teljes hullámhossz nullától a végtelenig előállított nagyságát a teljes kibocsátott sugárzás a test által. Ezt az összefüggést nevezzük Stefan-Boltzmann-törvény. A gyakorlati jelentőségét érintésmentes hőmérséklet mérés már kifejtettük szóló részben a számítás a hőmérséklet.
A második grafikus képet látható összefüggés az, hogy a hullámhossz, amelynél maximális emissziós intenzitást, a hőmérséklet növelésével eltolódott rövidhullámú tartományban. Ez a tulajdonság az alapja a Wien-féle eltolódási törvény, és úgy kapjuk meg, megkülönböztetve az egyenlet Planck.
Következésképpen a nagy intenzitású sugárzást egy bázis, de nem a legfontosabb, hogy miért olyan fém, melyek magas hőmérsékleten, mérjük a rövid hullámhosszú. A hosszú hullámhosszú tartományban is van egy nagyon nagy intenzitású. A legnagyobb hatást emissziós és reflexió, valamint a kapott mérési hiba, mint abban az esetben, egy fém jön szelektív emitter.
A fémfelület, mint egy szelektív emitter
A valóságban alig test megfelel az ideális feketetest. A gyakorlatban, a jelátalakítót használnak az érzékelők kalibrálását, amely a kívánt hullámhossz-tartományban eléri a sugárzás együtthatók 0,99. A emissziós ε (epszilon), ami azt jelzi, az arány a tényleges érték az objektum kisugárzó és fekete ugyanazon a hőmérsékleten, finom mérésére egy tárgy hőmérsékletét mérésével sugárzás. emissziós ugyanakkor mindig nulla és egy között; hiányzik frakció a sugárzás kompenzálja jelzése emisszióképesség.
Sok a mért felület állandó együttható nagyobb hullámhosszú sugárzást, de bocsátanak feketetest képest kevesebb sugárzást. Ezek az úgynevezett szürke kibocsátók. A nagy számú nem-fémes anyagok rendelkeznek legalább a hosszú hullámhosszú spektrális tartományban, tekintet nélkül azok felületi tulajdonságai, magas és viszonylag állandó emissziós.
Tárgyak amelynek kibocsátóképességgel többek között függ az emissziós és a hullámhossz, például fém felületek nevezzük szelektív sugárzók. Számos fontos oka annak, hogy a fém mérést meg mindig el kell végezni a kis hatótávolságú. Először is, a fémfelületek magas hőmérsékleten és rövid hosszúságú mért hullámok (2,3 mikron 1,6 mikron 1,0 mikron, 0,525 mikron) nem csak a legnagyobb intenzitása a sugárzás, hanem a lehető legnagyobb a sugárzási aránya. Másodszor, ezek kiegyenlített a sugárzás együtthatója fém-oxidok, így a hőmérséklet hiba által okozott emissziós változó (homályosság) csökken.
Egy másik fontos szempont befolyásoló kiválasztását infravörös hőmérő végzi mérési tartományban kisebb hullámhosszak, az a tény, hogy a fém, mint más anyagokhoz viszonyított lehet egy ismeretlen emissziós. Pirométerek működő mérési tartomány a rövidebb hullámhosszak, lényegesen csökkentse a mérési hiba helyesen hangolt sugárzás együttható.
Optris infravörös hőmérő mérésére fémek
Optris GmbH cég széles skáláját pyrométerek fém hőmérsékletének mérésére és hőérzékelő a különböző alkalmazások a fémfeldolgozó iparban.
Nagy fém mérések
A következő infravörös hőmérő is alkalmas mérésére nagyon magas hőmérsékletű fémek, fém-oxidok és kerámia:
Alacsony hőmérsékletű mérések fémek
Mérési eszközök széles körben használják a fémiparban, és mérésekhez az alacsony hőmérséklet-tartományban. Erre az esetre a alkalmazás a következő cég Optris infravörös hőmérő:
Mérése folyékony fém hőmérséklete
Mivel nagyon rövid szakaszon a mérési hullám, a következő infravörös hőmérők a legalkalmasabbak a hőmérséklet mérésére a folyékony fém:
Termikus mérési fém hőmérséklete
Termikus Optris PI-sorozat is használható fém hőmérséklet-méréseket a következő tartományban: