赤外線温度計の測定原理規格
赤外線温度計による非接触温度測定には多くの利点があり、その用途は小さい物体や手の届きにくい物体から、腐食性の化学物質や傷つきやすい表面まで多岐にわたります。 この記事では、この利点について説明し、赤外線温度計の正しい選択の決定性などを示し、適用範囲を説明します。 すべての物体は原子や分子の運動により電磁波を放射し、非接触温度測定で最も重要な波長またはスペクトル範囲は 0.2 ～ 2.0 μm です。 この範囲の自然光線は熱放射または赤外線と呼ばれます。
ドイツ工業規格 DIN16160 では、試験対象物から放射される赤外線により温度を測定する試験器を放射温度計、放射温度計、赤外線温度計と呼んでいます。 これらの指定は、物体から放射される可視の有色放射線によって温度を測定し、相対分光放射密度から温度を導き出す機器にも適用されます。
まず、赤外線温度計の温度測定の利点
測定対象物から放射される赤外線を受光して非接触で温度測定を行うことには多くの利点があります。 このようにして、熱伝達特性が劣ったり、熱容量が低い材料など、届きにくい物体や移動する物体でも問題なく測定できます。 赤外線温度計の応答時間が非常に短いため、ループを迅速かつ効率的に調整できます。 体温計には消耗部品がないため、体温計のように継続的なコストがかかりません。 特に接触測定など小さな測定対象物の場合、測定対象物の熱伝導率により測定誤差が大きくなります。 この場合、温度計は問題なく使用でき、攻撃的な化学物質や塗装、紙、プラスチックのレールなどの傷つきやすい表面にも使用できます。 長距離遠隔制御測定により、危険領域から遠ざかることができるため、オペレータが危険にさらされることはありません。
2. 赤外線温度計の原理構造
測定対象物から受光した赤外線は、レンズ、フィルターを経て検出器に集光されます。 検出器は、測定対象の放射線密度の積分を通じて、温度に比例する電流または電圧信号を生成します。 その後に接続される電気部品では、温度信号が線形化され、放射率面積が補正され、標準出力信号に変換されます。
基本的に、携帯用体温計と固定式体温計の2種類があります。 したがって、さまざまな測定点に適した赤外線温度計を選択する場合、主な特性は次のとおりです。
1. エメ
コリメータにはこの効果があり、温度計が指す測定ブロックや測定点が見えるため、大面積の測定対象によく使用されます。 小さな対象物や長い測定距離の場合は、計器パネルのスケールを備えた照準器または光透過レンズの形のレーザーポインティングポイントを推奨します。
2. レンズ
レンズは高温計の測定点を決定します。 広い面積の物体の場合は、通常、焦点距離が固定された高温計で十分です。 ただし、測定距離が合焦点から遠い場合、測定点の端の画像が不鮮明になります。 このため、ズームレンズを使用することをお勧めします。 指定されたズーム範囲内で、温度計は測定距離を調整できます。 最新の温度計はズーム可能な交換レンズを備えています。 近方レンズと遠方レンズをキャリブレーションなしで再確認できます。 交換。
3. センサー、つまりスペクトル受信機
温度は波長に反比例します。 物体温度が低い場合には、長波スペクトル領域に敏感なセンサー (ホットフィルムセンサーまたは焦電センサー) が適しており、高温では、ゲルマニウム、シリコン、インジウムガリウムなどで構成される短波に敏感なセンサーが適しています。使用済み。 光電センサー。
分光感度を選択するときは、水素と二酸化炭素の吸収帯も考慮してください。 特定の波長範囲、いわゆる「大気の窓」では、H2 と CO2 は赤外線に対してほぼ透明であるため、測定時に大気の濃度変化の影響を排除するために、温度計の光感度はこの範囲内にある必要があります。薄膜やガラスの場合、これらの材料は特定の波長内では容易に透過しないことも考慮する必要があります。 背景光による測定誤差を避けるため、表面温度のみを受信する適切なセンサーを使用してください。 金属にはこのような物理的性質があり、波長が短くなるにつれて放射率が増加します。 経験上、金属の温度を測定するには、一般的に * 短い測定波長を選択します。
3. 開発動向
多くのセンシング技術分野と同様に、温度計の開発傾向も小さく精緻な形状を目指しており、中心にネジ山を備えた丸いシェルは機械や装置に取り付けるのに最も理想的な形状であり、この開発傾向は電気機器の継続的な小型化によって実現されています。より小型で繊細な電気部品をより小さなスペースに凝縮するための高度な計算技術。 過去のアナログ技術と比較して、マイクロコントローラーの適用により検出器信号の線形化高さの精度が向上し、これにより機器の精度も向上します。
市場に供給するには、温度比例の線形電流/電圧信号を直接出力できる、高速かつ安価な測定値の受信が必要です。 レベリング機能、特別な値の保存、または境界接点などの測定値処理は、ディスプレイ、レギュレータ、または SPS (プログラム コントローラ) にインテリジェントに配置され、ケーブルの外部接続による放射率調整は危険領域外に行うことができます。 、マシンが実行中であっても修正することができ、この時点で SPS によって調整することもできます。 本体コントロールの使用により、データバスインターフェースは問題なく実現できるようになりましたが、ネットワーク接続はまだ実現されておらず、引き続き信号の処理には過去の標準的なアナログ信号が使用され続けています。 検出部には新素材の光電センサーを採用し、感度の向上、さらには解像度の向上を実現しました。 ホットフィルムセンサーでは、新しいセンサーはより短い調整時間しか必要とせず、コリメータを備えたパイロメーターの最新の開発により、ズーム付きの交換可能なレンズであり、校正の再チェックなしで交換可能であり、異なる測定位置に対して同じ基準を使用するため、機器は倉庫管理コストを節約します。
第四に、体温計を選択するための主な基準
温度計の用途は主に測定範囲によって決まります。 測定電圧であっても、測定領域の初期値であっても、測定作業の要件と一致している必要があります。 測定電圧が大きいほど分解能は小さくなるため、精度が高くなります。 特に測定温度の初期値が低い場合、大きな測定電圧を選択すると精度が2倍になりますので、できるだけ小さい測定電圧を選択することを推奨します。
