赤外線温度計を使うための8つのポイント
1. 温度測定範囲の決定
温度測定範囲を決定する: 温度測定範囲は、温度計の最も重要な性能指標です。 一部の温度計製品には、-50 度からプラス 3000 度の範囲がありますが、これは 1 種類の赤外線温度計では実現できません。 各タイプの温度計には、独自の特定の温度範囲があります。 したがって、ユーザーの測定温度範囲は狭すぎず、広すぎず、正確かつ総合的に考慮する必要があります。 黒体輻射の法則によれば、スペクトルの短波帯における温度による輻射エネルギーの変化は、放射率誤差による輻射エネルギーの変化を超えます。 したがって、温度を測定するときは、できるだけ短波を使用する方がよいでしょう。 一般に、温度測定範囲が狭いほど、温度監視の出力信号の分解能が高くなり、精度と信頼性の解決が容易になります。 温度測定範囲が広すぎると、温度測定精度が低下します。 たとえば、測定された目標温度が 1000 度の場合、まずオンラインかポータブルか、およびポータブルかどうかを判断します。 3iLR3、3i2M、3i1M など、この温度を満たすモデルが多数あります。 測定精度を重視する場合は、2M または 1M タイプを選択することをお勧めします。3iLR タイプを使用すると、温度測定範囲が非常に広く、高温測定性能が低下します。 低温ターゲットの場合は 3iLR3 を選択する必要があります。
2. ターゲットサイズを決定する
赤外線温度計は原理により単色温度計と二色温度計（放射比色温度計）に分けられます。 単色温度計の場合、温度を測定する場合、測定対象の領域が温度計の視野を満たす必要があります。 測定されたターゲット サイズが視野の 50% を超えることをお勧めします。 ターゲットのサイズが視野より小さい場合、背景放射エネルギーが温度計の視覚的および音響的シンボルに入り込み、温度測定の読み取り値に干渉し、誤差が生じます。 逆に、ターゲットが高温計の視野よりも大きい場合、高温計は測定領域外の背景の影響を受けません。 比色温度計の場合、視野が満たされていない場合、測定経路上に煙、塵、障害物が存在し、放射線エネルギーが減衰している場合でも、測定結果に重大な影響を与えることはありません。 小型で移動または振動するターゲットの場合は、比色温度計が最適です。 これは、光線の直径が小さいことと、湾曲した、遮断された、折り畳まれたチャネル上で光放射エネルギーを輸送する柔軟性によるものです。
一部の高温計では、温度は 2 つの異なる波長帯域の放射エネルギーの比によって決まります。 したがって、測定対象物が小さく、敷地内に満たされていない場合や、測定経路上に放射線エネルギーを減衰させる煙や塵、障害物がある場合には、測定結果に影響を与えません。 エネルギーが 95% 減衰した場合でも、必要な温度測定精度は保証されます。 小さくて動いたり振動したりするターゲットの場合。 時々視野内で移動したり、部分的に視野外に移動したりする場合があります。このような状況では、2 色温度計の使用が最良の選択です。 高温計とターゲットの間に直接照準を合わせることが不可能で、測定チャンネルが曲がっている、狭い、塞がれているなどの場合は、2 色の光ファイバー高温計が最良の選択です。 これは、直径が小さく、柔軟性があり、湾曲した、遮断された、折り畳まれたチャネルを介して光放射エネルギーを伝達できるため、アクセスが困難なターゲット、過酷な条件下、または電磁場の近くでの測定が可能になります。
3. 距離係数 (光学解像度) を決定します。
距離係数はD:Sの比、つまり温度計のプローブから対象物までの距離Dと測定対象物の直径の比で決まります。 環境条件により温度計を対象物から遠くに設置し、小さな対象物を測定する必要がある場合は、光学分解能の高い温度計を選択する必要があります。 光学分解能が高くなるほど、つまり D:S 比が高くなるほど、高温計のコストも高くなります。 Raytek 赤外線温度計 D:S の範囲は 2:1 (低距離係数) から 300:1 以上 (高距離係数) です。 温度計が対象物から遠く離れており、対象物が小さい場合は、距離係数の大きい温度計を選択する必要があります。 焦点距離が固定されたパイロメータの場合、光学系の焦点はスポットの最小位置であり、焦点に近いスポットと遠いスポットは増加します。 距離要因は 2 つあります。 したがって、焦点に近い距離と遠い距離の温度を正確に測定するには、測定対象のサイズが焦点でのスポット サイズよりも大きい必要があります。 ズーム温度計には最小焦点位置があり、対象物までの距離に応じて調整できます。 D:S を大きくすると受信エネルギーが減少します。 受信口径を大きくしないと距離係数D:Sを大きくすることが難しくなり、機器のコストが上昇してしまいます。
4. 波長範囲を決定する
ターゲット材料の放射率と表面特性によって、パイロメーターのスペクトル応答波長が決まります。 高反射率の合金材料の場合、放射率が低いか、放射率が異なります。 高温領域では金属材料の測定に最適な波長は近赤外であり、{{0}}.8-1.{{10}} μmが選択可能です。 その他の温度帯は1.6μm、2.2μm、3.9μmが選択可能です。 一部の材料は特定の波長で透明であるため、赤外線エネルギーはこれらの材料を透過するため、この材料には特別な波長を選択する必要があります。 たとえば、1.0μm、2.2μm、および 3.9μm は、ガラスの内部温度を測定するために使用されます (測定されるガラスは非常に厚い必要があります。そうしないと透過してしまいます)。 ガラスの表面温度の測定には5.0μmが使用されます。 例えば、ポリエチレン系プラスチックフィルムの場合は3.43μm、ポリエステルフィルムの場合は4.3μmまたは7.9μm、厚さが0.4mmを超える場合は8-14μmが使用されます。 たとえば、狭帯域 4.64μm は火炎中の CO の測定に使用され、4.47μm は火炎中の NO2 の測定に使用されます。
5. 応答時間を決定する
応答時間は、測定された温度変化に対する赤外線温度計の反応速度を示します。これは、最終読み取り値のエネルギーの 95 パーセントに達するまでに必要な時間として定義され、光検出器、信号処理回路の時定数に関係します。そしてディスプレイシステム。 一部の赤外線温度計の応答時間は最大 1ms で、接触式温度測定方法よりもはるかに高速です。 対象物の移動速度が非常に速い場合や、急速に加熱される対象物を測定する場合には、応答の速い赤外線温度計を選択する必要があります。そうしないと、十分な信号応答が得られず、測定精度が低下します。 ただし、すべてのアプリケーションに高速応答の赤外線温度計が必要なわけではありません。 熱慣性が存在する静的またはターゲットの熱プロセスの場合、パイロメーターの応答時間を緩和できます。 したがって、赤外線温度計の応答時間の選択は、測定対象の状況に適応させる必要があります。 応答時間は主にターゲットの移動速度とターゲットの温度変化速度に基づいて決定されます。 熱慣性による静的ターゲットまたはターゲットパラメータの場合、または既存の制御機器の速度が制限されている場合、温度計の応答時間により要件が緩和されます。
6. 信号処理機能
赤外線温度計には、部品生産などの離散工程と連続工程の違いを考慮し、温度測定時などに選択できる多信号処理機能（ピークホールド、バレーホールド、平均値など）が求められます。ベルトコンベア上のボトルの温度は、ピークホールドを使用するために、温度出力信号がコントローラーに送信されます。 そうしないと、温度計がボトル間の低い温度値を読み取ります。 ピークホールドを使用する場合は、少なくとも 1 つのボトルが常に測定されるように、温度計の応答時間をボトル間の時間間隔よりわずかに長めに設定します。
7. 環境条件への配慮
温度計の環境条件は測定結果に大きな影響を与えるため、考慮して適切に解決する必要があります。そうでないと、温度測定の精度に影響を与え、さらには損傷を引き起こす可能性があります。 周囲温度が高く、粉塵、煙、湯気が発生する場合は、メーカーが提供する保護カバー、水冷、空冷システム、エアパージャなどの付属品を選択できます。 これらのアクセサリは、環境の影響に効果的に対処し、正確な温度測定のために温度計を保護します。 アクセサリを指定する場合は、設置コストを削減するために、可能な限りサービスの標準化を依頼する必要があります。 煙、塵、その他の粒子により、ノイズ、電磁場、振動、アクセスできない環境条件、またはその他の過酷な条件下で測定エネルギー信号が減少する場合、光ファイバー二色温度計が最良の選択です。 比色温度計が最良の選択です。 騒音、電磁場、振動、アクセスできない環境条件、またはその他の過酷な条件では、明るい比色温度計を選択することをお勧めします。
コンテナや真空チャンバーなどの密封された物質や危険物質を扱う用途では、高温計は窓を通して表示されます。 材料は十分な強度があり、使用する高温計の動作波長範囲を通過する必要があります。 また、オペレーターも窓越しに観察する必要があるかどうかを判断し、相互影響を避けるために適切な設置場所と窓の材質を選択してください。 低温測定アプリケーションでは、通常、可視光に対して不透明な Ge または Si 材料が窓として使用され、人間の目は窓を通してターゲットを観察できません。 オペレーターが窓のターゲットを通過する必要がある場合は、赤外線と可視光の両方を透過する光学材料を使用する必要があります。 たとえば、ZnSe や BaF2 など、赤外線と可視光の両方を透過する光学材料を窓材料として使用する必要があります。
温度計の使用環境に可燃性ガスが存在する場合、本質安全防爆型赤外線温度計を選択することで、一定濃度の可燃性ガス環境下でも安全に測定・監視することができます。
過酷で複雑な環境条件の場合は、設置と構成を容易にするために、別個の温度測定ヘッドとディスプレイを備えたシステムを選択できます。 電流制御機器に合わせた信号出力形態を選択できます。
8. 赤外線放射温度計の校正
測定対象の温度を正しく表示するには、赤外線温度計を校正する必要があります。 一般に、赤外線温度測定の校正周期は 1 年です。 赤外線温度計を正確に校正するには、キャビティ形状と放射率 0.995 の黒体炉を使用することをお勧めします。 使用中に使用した温度計の温度測定値が許容範囲を超えた場合は、再校正のためにメーカーまたは修理センターに返品する必要があります。
