استاندارد اصل اندازه گیری و روند توسعه دماسنج مادون قرمز
اندازه گیری دما بدون تماس با دماسنج مادون قرمز مزایای زیادی دارد و کاربردهای آن از اجسام کوچک یا صعب العبور گرفته تا مواد شیمیایی خورنده و سطوح حساس را شامل می شود. این مقاله این مزیت را مورد بحث قرار می دهد، برای نشان دادن دامنه کاربرد، قاطعیت انتخاب صحیح دماسنج مادون قرمز و غیره را ارائه می دهد. به دلیل حرکت اتم ها و مولکول ها، هر جسم امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند. مهم ترین طول موج یا محدوده طیفی برای اندازه گیری دمای غیر تماسی 0.2 تا 2.0 میکرومتر است. پرتوهای طبیعی در این محدوده را تابش حرارتی یا اشعه مادون قرمز می نامند.
یک ابزار آزمایشی برای اندازه گیری دما توسط پرتوهای مادون قرمز تابش شده توسط یک جسم آزمایشی، دماسنج تشعشعی، دماسنج تابشی یا دماسنج مادون قرمز مطابق استاندارد صنعتی آلمان DIN16160 نامیده می شود. این نامگذاریها همچنین برای ابزارهایی اعمال میشود که دما را با تابش رنگی مرئی تابش شده توسط یک جسم اندازهگیری میکنند و دما را از چگالی تابشی طیفی نسبی میگیرند.
اول، مزایای اندازه گیری دما دماسنج مادون قرمز
اندازه گیری دمای بدون تماس با دریافت پرتوهای مادون قرمز تابش شده از جسم مورد اندازه گیری دارای مزایای بسیاری است. به این ترتیب، اجسام صعب العبور یا متحرک را می توان بدون مشکل اندازه گیری کرد، مانند مواد با خواص انتقال حرارت ضعیف یا ظرفیت حرارتی پایین. زمان پاسخ بسیار کوتاه دماسنج مادون قرمز تنظیم سریع و کارآمد حلقه را امکان پذیر می کند. دماسنج ها هیچ قطعه فرسوده ای ندارند، بنابراین مانند دماسنج ها هزینه های مداومی ندارند. به خصوص برای اجسام کوچکی که باید اندازه گیری شوند، مانند اندازه گیری تماس، خطای اندازه گیری زیادی به دلیل هدایت حرارتی جسم وجود خواهد داشت. در اینجا دماسنج را می توان بدون هیچ مشکلی و برای مواد شیمیایی تهاجمی یا سطوح حساس مانند ریل های رنگ شده، کاغذی و پلاستیکی استفاده کرد. از طریق اندازه گیری کنترل از راه دور، می تواند از منطقه خطرناک دور بماند تا اپراتور در خطر نباشد.
2. ساختار اصلی دماسنج مادون قرمز
اشعه مادون قرمز دریافتی از جسم اندازه گیری شده از طریق عدسی از طریق فیلتر بر روی آشکارساز متمرکز می شود. آشکارساز یک سیگنال جریان یا ولتاژ متناسب با دما را از طریق ادغام چگالی تابش جسم اندازه گیری شده تولید می کند. در قطعات الکتریکی متصل شده پس از آن، سیگنال دما خطی می شود، ناحیه انتشار تصحیح می شود و به سیگنال خروجی استاندارد تبدیل می شود.
در اصل دو نوع دماسنج قابل حمل و دماسنج ثابت وجود دارد. بنابراین، هنگام انتخاب یک دماسنج مادون قرمز مناسب برای نقاط اندازه گیری مختلف، ویژگی های زیر اصلی ترین آنها خواهد بود:
1. ایمر
کولیماتور این اثر را دارد و بلوک اندازه گیری یا نقطه اندازه گیری نشان داده شده توسط دماسنج قابل مشاهده است و کولیماتور اغلب برای اجسام اندازه گیری شده با مساحت بزرگ قابل استفاده است. برای اجسام کوچک و فواصل اندازه گیری طولانی، مناظر با مقیاس های صفحه ابزار یا نقاط اشاره لیزری به شکل لنزهای انتقال دهنده نور توصیه می شود.
2. لنز
عدسی نقطه اندازه گیری شده پیرومتر را تعیین می کند. برای اجسام با مساحت بزرگ، یک پیرومتر با فاصله کانونی ثابت به طور کلی کافی است. اما زمانی که فاصله اندازه گیری از نقطه فوکوس دور باشد، تصویر در لبه نقطه اندازه گیری نامشخص خواهد بود. به همین دلیل بهتر است از لنز زوم استفاده کنید. در محدوده بزرگنمایی داده شده، دماسنج می تواند فاصله اندازه گیری را تنظیم کند. جدیدترین دماسنج دارای لنز قابل تعویض قابل زوم است. لنز نزدیک و لنز دور را می توان بدون کالیبراسیون دوباره بررسی کرد. جایگزین کردن.
3. حسگرها، یعنی گیرنده های طیفی
دما با طول موج نسبت معکوس دارد. در دماهای پایین جسم، حسگرهای حساس به نواحی طیفی موج بلند (حسگرهای فیلم داغ یا سنسورهای پیرالکتریک) مناسب هستند، در دماهای بالا از حسگرهای حساس به امواج کوتاه متشکل از ژرمانیوم، سیلیکون، ایندیم-گالیوم و غیره استفاده می شود. حسگرها
هنگام انتخاب حساسیت طیفی، نوارهای جذب هیدروژن و دی اکسید کربن را نیز در نظر بگیرید. در یک محدوده طول موج مشخص، به اصطلاح "پنجره اتمسفر"، H2 و CO2 تقریباً در برابر پرتوهای مادون قرمز شفاف هستند، بنابراین حساسیت به نور دماسنج باید در این محدوده باشد تا تاثیر تغییرات غلظت اتمسفر را در هنگام اندازه گیری رد کند. لایه های نازک یا شیشه، همچنین باید در نظر داشت که این مواد به راحتی در طول موج خاصی نفوذ نمی کنند. برای جلوگیری از خطای اندازه گیری ناشی از نور پس زمینه، از سنسور مناسبی استفاده کنید که فقط دمای سطح را دریافت می کند. فلزات دارای این خاصیت فیزیکی هستند و با کاهش طول موج، تابش افزایش می یابد. از تجربه، برای اندازه گیری دمای فلزات، به طور کلی * طول موج اندازه گیری کوتاه را انتخاب کنید.
3. روند توسعه
همانطور که در بسیاری از زمینههای فناوری حسگر، روند توسعه دماسنجها نیز به سمت اشکال کوچک و نفیس است، پوستههای گرد با رزوههای مرکزی ایدهآلترین شکلها برای نصب بر روی ماشینها و تجهیزات هستند و این روند توسعه، تحقق از طریق کوچکسازی مداوم برق است. اجزاء، و حساب بالا برای ساختن اجزای الکتریکی کوچکتر و ظریف تر در فضاهای کوچکتر و کوچکتر متراکم شوند. در مقایسه با فناوری آنالوگ گذشته، دقت ارتفاع خطی شدن سیگنال آشکارساز از طریق استفاده از میکروکنترلرها بهبود مییابد، بنابراین دقت ابزار نیز بهبود مییابد.
عرضه بازار نیاز به دریافت ارزش اندازه گیری سریع و ارزان دارد که می تواند مستقیماً سیگنال جریان/ولتاژ خطی متناسب با دما را تولید کند. پردازش مقادیر اندازه گیری، مانند عملکردهای تراز، ذخیره ارزش ویژه، یا کنتاکت های مرزی در هوشمند قرار می گیرد. اگر دستگاه در حال کار است، و همچنین می تواند توسط SPS در این زمان تنظیم شود. با استفاده از کنترلهای بدنه، رابط گذرگاه داده اکنون بدون هیچ مشکلی قابل تحقق است، اما اتصال شبکه هنوز محقق نشده است و پردازش مداوم سیگنال با استفاده از سیگنال آنالوگ استاندارد گذشته ادامه مییابد. در بخش آشکارساز از ماده جدیدی به عنوان سنسور فوتوالکتریک استفاده شده است که بهبود حساسیت و حتی بهبود وضوح را ثابت می کند. در سنسورهای فیلم داغ، حسگرهای جدید فقط به زمان تنظیم کوتاهتری نیاز دارند، آخرین پیشرفتها در پیرومترها با کولیماتور، لنزهای قابل تعویض با زوم هستند، میتوانند بدون بررسی مجدد کالیبراسیون جایگزین شوند، از همان مبنایی برای موقعیتهای اندازهگیری مختلف استفاده میکنند. ابزارها باعث صرفهجویی در هزینههای مدیریت انبار میشوند.
چهارم، معیارهای اصلی برای انتخاب دماسنج
استفاده از دماسنج عمدتاً توسط محدوده اندازه گیری تعیین می شود. خواه ولتاژ اندازه گیری باشد یا مقدار اولیه منطقه اندازه گیری، باید مطابق با الزامات کار اندازه گیری باشد. هرچه ولتاژ اندازه گیری بزرگتر باشد، وضوح کوچکتر است، بنابراین دقت بالاتر است. به خصوص زمانی که مقدار اولیه دمای اندازه گیری کم باشد، در صورت انتخاب ولتاژ اندازه گیری زیاد دقت آن دو برابر می شود، بنابراین توصیه می شود که کوچکترین ولتاژ اندازه گیری ممکن را انتخاب کنید.
مقدار اولیه ناحیه اندازه گیری حساسیت طیف و همچنین نوع آشکارساز را تعیین می کند. خطای اندازه گیری بدیهی است که به دلیل تنظیم نادرست تابش نسبت به سنسور موج بلند در سنسور موج کوتاه کوچکتر است، بنابراین سنسور فیلم داغ (8~14μm) در 800 درجه، خطای اندازه گیری ناشی از تنظیم نادرست تابش 5 برابر بزرگتر از حسگر ژرمانیوم-دیود فوتودیود (1,1~1,6μm) خواهد بود. محدوده اندازه گیری مجاز سنسور فتودیود ژرمانیوم از حدود 250 درجه سانتیگراد است.
