Aproape toate fazele de producție industrială a menține o temperatură predeterminată este un factor care furnizează un proces și produs de calitate. Fără contact termometre în infraroșu sunt primite în același faima ca și tehnologia de măsurare, deoarece acestea nu au nici un efect asupra obiectului de măsurare. Acest lucru este valabil și pentru metalul procesului de măsurare.
Controlul și temperatura de proces de management al calității cerute de consiliere de la producător sau de cunoștințe de bază ale tehnologiei de măsurare de la client. Acest articol oferă informații de bază privind parametrii importanți, cum ar fi emisivitate și reflecție, precum și erorile de măsurare pe cale de consecință. În plus, vom arăta impactul pe care îl au asupra măsurarea metalelor, și de ce nu este posibil să se utilizeze o metodă fiabilă și reproductibilă de măsurare fără contact.
Spectrul infraroșu radiație
Dacă obiectul are o temperatură peste zero absolut, 0 K (-273,15 ° C), emite propria temperatură radiație electromagnetică proporțională. Regiunea spectrală în infraroșu este în același timp, de-a lungul spectrului electromagnetic este doar o zonă foarte limitată. Acesta se extinde de la capătul domeniului spectral vizibil de aproximativ 0,78 microni lungime de undă valori 1000 microni. Spectrul de interes pentru temperatura de măsurare în infraroșu atinge un interval de la 0,8 până la 14 microni. Deasupra acestor valori cu lungimi de cantități neglijabile de energie într-o asemenea măsură încât sensibilitatea detectorului este insuficientă pentru a le măsura.
Radiația infraroșie emisă de obiectul trece prin atmosfera si poate fi focalizat de un obiectiv pe un detector. Detectorul generează un semnal electric corespunzător radiației. semnal într-o valoare de ieșire proporțională a temperaturii obiectului este realizată prin amplificarea semnalului și procesarea digitală ulterioară. Valoarea măsurată poate fi afișată sau procesate ca un semnal electric.
ieșiri standard pentru transmiterea valorilor măsurate în sistemul de control disponibil sub formă de semnal liniar 0 / 4-20 mA, 0-10V, și ca un semnal termocuplu. În plus, termometre cu infraroșu cele mai utilizate în prezent sunt interfețe digitale (USB, RS232, RS485, relee, Profibus DP, magistrala CAN de date, Ethernet) pentru datele de ieșire, precum și accesul direct la parametrii dispozitivului.
Calculul temperaturii prin intermediul radiației infraroșii
Ca receptor, detectorul de radiație este cel mai important element în fiecare infraroșu termometru. Deoarece radiațiile electromagnetice de intrare a unui semnal electric care poate fi analizat cu precizie. Semnalul detector U și obiectul temperaturii TObekta au următoarea relație:
Semnalul detector derivat din radiația emisă a obiectului în spectrul general al radiației crește proporțional cu puterea a patra a temperaturii absolute a obiectului. Aceasta înseamnă că, dacă obiectul temperaturii de măsurare este mărită de două ori, semnalul detectorului este crescut cu un factor de 16.
Deoarece este necesar să se ia în considerare, împreună cu gradul de obiect radiații ε și reflectă mediul ambiant radiații pe suprafața obiectului Tamb. Miercuri și emisia intrinsecă a TPirom infraroșu termometru. (C - constantă specifică pentru dispozitiv), formula se schimbă după cum urmează:
De asemenea, termometre cu infraroșu nu funcționează în spectrul total de radiații. Exponentul n este dependentă de lungimea de undă. index N pentru lungimi de undă de la 1 la 14 microni, este cuprinsă în intervalul 17 ... 2, y-scurt aparate de măsurat pentru determinarea temperaturii metalului (de la 1,0 până la 2,3 microni) - între 15 ... 17:
Temperatura obiectului este calculat prin ajustarea formulei finale. Rezultatele calculelor pentru toți care apar ca o familie de curbe de valori ale temperaturii stocate în memoria EEPROM infraroșu termometru:
Termometri infraroșie primesc suficient semnal pentru măsurarea temperaturii. Pe baza ecuațiilor se vede că, împreună cu regiunea lungimii de undă (spectrul de emisie) este importantă și radiația ambientală reflectată și coeficientul de radiație atunci când este necesar pentru a detecta cu precizie temperatura. Valoarea acestui parametru este derivat și este explicată în continuare.
Modelul ABB - o caracteristică importantă a suportului
Deja în 1900, Planck, Ștefan, Boltzmann, Wien și Kirchhoff a dat o definiție precisă a spectrului electromagnetic și a stabilit relații cantitative și calitative pentru a descrie energia în infraroșu. Modelul ABB constituie o bază pentru înțelegerea bazelor fizice ale măsurării temperaturii fără contact și tehnologii de calibrare termometre cu infraroșu.
Pe de o parte, modelul reprezintă un corp care absoarbe toate corpuluinegru radiații incidente; nu pare reflectata (ρ = 0), nici o transmisie (τ = 0). Coeficientul său de absorbție α este unul. Pe de altă parte, modelul corpuluinegru în funcție de propria temperatură pentru fiecare lungime de undă emite cea mai mare cantitate posibilă de energie. ε său emisivitate este de asemenea una.
ABB model de proiectare este foarte simplu. Comestibila corpul tubular închis, care la un capăt are o mică deschidere. Dacă acest organism este de a aduce toate, dar o temperatură constantă, această cameră va fi în echilibru termic, iar din gaura va merge radiația totală idealizată a spectrului electromagnetic.
legea lui Planck radiații arată relația de bază pentru măsurarea temperaturii fără contact. Acesta descrie emisia spectrală specifică M λs modelul corpuluinegru într-o jumătate, în funcție de T de temperatură și lungime de undă X luate în considerare (c: viteza luminii, h: quantum lui Planck de acțiune):
În exemplele diagramă însoțitoare pentru temperatura arătată în fiecare caz sub forma logaritmică spectrale de radiație modelul corpuluinegru M λs λ lungime de undă mai mare.
Puteți afișa mai multe relații. Scurtă descriere a două dintre ele sunt prezentate mai jos. Prin integrarea intensității radiației spectrale peste toate lungimile de undă de la zero la infinit a produs magnitudinea întregii radiației emise de către organism. Această relație este denumită legea Stefan-Boltzmann. Semnificația practică a măsurării temperaturii fără contact a fost deja explicat în secțiunea privind calculul temperaturii.
A doua imagine grafică vizibilă din relația este că lungimea de undă la care o intensitate maximă a emisiilor, creșterea temperaturii mutat în gama de unde scurte. Această caracteristică este în baza legii deplasării Wien, și se obține prin diferențierea ecuației lui Planck.
În consecință, radiația de mare intensitate este o bază, dar nu cel mai important, pentru ce metalele care au o temperatură ridicată, sunt măsurate la lungimi de undă scurte. În intervalul de lungime de undă lungă are, de asemenea, o intensitate foarte mare. Cea mai mare influență emisivitatea și reflecție, precum și eroarea de măsurare care rezultă ca și în cazul unui metal este vorba emițător selectiv.
Suprafața metalică ca un emițător selectiv
În realitate, cu greu un corp corespunde corpuluinegru ideale. În practică, transductorul este utilizat pentru calibrarea senzorilor, care în intervalul de lungimi de undă dorită atinge coeficienții de radiație 0.99. Cu gruparea e emisivitate (epsilon), care indică raportul dintre valoarea reală a emițătorului de radiație obiect și negru la aceeași temperatură, fină pentru măsurarea temperaturii unui obiect prin măsurarea radiației. emisivitate în același timp, este întotdeauna între zero și unu; fracțiune din radiația compensată printr-o indicație de emisivitate lipsă.
Multe din suprafața măsurată sunt constante coeficient lungimi de undă mai mari de radiații, dar emit corpuluinegru comparativ cu mai puține radiații. Acestea sunt numite emițători gri. Un mare număr de materiale nemetalice posedă cel puțin în domeniul spectral de lungime de undă lungă, indiferent de proprietățile lor de suprafață, emisivitate mare și relativ constant.
Obiectele a căror putere de emisie printre altele depind de emisivitatea și lungimea de undă, de exemplu, suprafețele metalice sunt numite emițători selective. Există mai multe motive importante pentru măsurarea de metal trebuie să fie întotdeauna efectuate în intervalul scurt. În primul rând, suprafețele metalice la temperaturi ridicate și lungimi scurte măsurate valuri (2,3 microni 1,6 microni 1,0 microni, 0,525 microni) nu sunt numai intensitatea maximă a radiației, dar, de asemenea, raportul maxim de radiație. În al doilea rând, ele sunt egalizate cu coeficientul de radiație de oxizi metalici, astfel încât eroarea de temperatură cauzată de variabila emisivitate (mătuire) scade.
Un alt aspect important care afectează selectarea unui termometru cu infraroșu efectuează măsurarea în intervalul de lungimi de undă mai scurte, este faptul că, din metal, în comparație cu alte materiale pot avea un emisivitate necunoscut. Pirometre de operare interval de măsurare la lungimi de undă mai scurte, reduce substanțial eroarea de măsurare a coeficientului de radiație reglat corect.
Optris termometru infrarosu pentru masurarea metalelor
Compania Optris GmbH oferă o gamă largă de măsurare a temperaturii pirometre metalice si imagistica termica pentru o varietate de aplicații în industria de prelucrare a metalelor.
măsurători de înaltă metale
Următorul termometru cu infraroșu bine potrivite pentru masurarea metalelor la temperaturi foarte ridicate, oxizi metalici și ceramică:
Măsurători de temperatură scăzută a metalelor
Dispozitivele de măsurare sunt utilizate pe scară largă în industria metalurgică și pentru măsurători în intervalul de temperatură joasă. Pentru acest caz, aplicația oferă următoarele compania Optris termometre în infraroșu:
Măsurarea temperaturii metalului lichid
Datorită lungimii foarte scurt a undei de măsurare, următoarele termometre în infraroșu sunt cele mai potrivite pentru măsurarea temperaturii metalului lichid:
Temperatura de metal măsurare termică
optris termică seria PI poate fi utilizat și pentru măsurarea temperaturii metalului în următorul interval: