ميزان الحرارة ليزر: مبدأ العمل. ليزر مقياس الحرارة عن بعد (صور)

قياس درجة الحرارة قد يكون الاتصال والتحكم عن بعد. الأكثر شيوعا المزدوجات الحرارية، وموازين الحرارة وأجهزة الاستشعار المقاوم التي تتطلب اتصال مع الكائن، أي. K. قياس درجة حرارته الخاصة. وهي تفعل ذلك ببطء، ولكن غير مكلفة.

أجهزة استشعار القرب قياس الأشعة تحت الحمراء من وجوه، وتقدم نتائج سريعة، وتستخدم عادة لتحديد درجة حرارة الانتقال والهيئات ثابتة في الخلاء ويتعذر الوصول إليها بسبب النزعة العدوانية للبيئة، وخصائص الشكل أو تهديدا أمنيا. سعر هذه الأجهزة مرتفعة نسبيا، وإن كان في بعض الحالات المماثلة في الاتصال الأجهزة.

أحادية اللون قياس الحرارة

طريقة أحادية اللون لتحديد الاشعاع الكلي يستخدم طول موجي محدد سلفا. وتتراوح التطبيقات من تحقيقات باليد بسيطة مع قياس عن بعد للأجهزة المحمولة المتطورة التي تمكن من مراقبة في وقت واحد كائن وقراءات درجة الحرارة إدخالها في الذاكرة أو طباعتها. وتتمثل أجهزة استشعار ثابتة كما كشف بسيطة مع صغير ترتيب الالكترونيات النائية، وبقوة عالية مع الأجهزة البعيدة PID السيطرة. الألياف البصرية والليزر التي تهدف، مياه التبريد، وجود العرض والماسح الضوئي - اختياري عملية الرصد الخيارات وأنظمة التحكم.

التكوين، تصفية الطيفية، تتراوح درجة حرارة التشغيل، والبصريات، وزمن الاستجابة وسطوع الكائن من العناصر الهامة التي تؤثر على أداء وينبغي النظر بعناية في عملية الاختيار.

قد يكون استشعار بسيط سلكين، ومعقدة جهاز ذات حساسية عالية مقاومة للاهتراء.

اختيار الاستجابة الطيفية وتتراوح درجة الحرارة المرتبطة بمهام قياس محددة. وتستخدم موجات قصيرة لدرجة حرارة عالية وطويلة - على منخفضة. إذا كانت الأشياء شفافة، على سبيل المثال، البلاستيك والزجاج، فمن تصفية uzkovolnovaya اللازمة. الفرقة امتصاص CH فيلم البولي إثيلين هو 3.43 .mu.m. العزلة من الطيف في هذا النطاق يبسط حساب الابتعاثية. وبالمثل، تصبح المواد مثل الزجاج ومبهمة في الطول الموجي من 4.6 ميكرون، والذي يسمح لتحديد دقيق لدرجة حرارة سطح الزجاج. 1-4 ميكرون المنطقة التي ينبعث منها تمكن من جعل قياس عبر الفراغ فتحات التفتيش وغرف الضغط. البديل - استخدام كابل من الألياف البصرية.

البصريات وRTT ضئيلة في معظم الحالات، لأن مجال الرؤية من حجم 3 سم على مسافة 50 سم وزمن الاستجابة أقل من 1 ثانية كافية. للشركات الصغيرة أو سريعة متقطعة جسم متحرك يصبح ضروريا في (قطر 3mm و) صغيرة أو أكثر أصغر القياسات (0.75 ملم) نقطة. تهدف الأقصى (3-300 م) تتطلب التكيف البصري، كحقل القياسية نظر تصبح كبيرة جدا. في بعض الحالات، يتم استخدام هذا الأسلوب قياس الإشعاع الموجة اثنين. الألياف البصرية يسمح لإبعاد الالكترونيات من بيئات عدوانية، للقضاء على تأثير الضوضاء ولحل مشكلة الوصول.

ليزر مقياس الحرارة في الأساس يتم التحكم في نطاق 0،2-5،0 مع زمن الاستجابة. استجابة سريعة يمكن أن تزيد من الضوضاء إشارة وتأثير بطيء على حساسية. عندما التدفئة التعريفي تتطلب استجابة فورية، والناقل - أبطأ استجابة.

أحادية اللون IR ترمومتر بسيط ويستخدم في الحالات التي يكون فيها منتجات ذات جودة عالية لخلق التحكم في درجة الحرارة مهم جدا.

ثنائي الموجة قياس الحرارة

لمزيد من المهام المعقدة، حيث دقة قياس المطلقة أمر بالغ الأهمية، وحيث يخضع المنتج إلى الإجهاد الفيزيائي أو الكيميائي، وينطبق على الموجات اثنين قياس الإشعاع. ظهر هذا المفهوم في 1950s في وقت مبكر، والتغييرات الأخيرة في تصميم الأجهزة وزيادة الإنتاجية وخفض التكاليف.

يتكون الأسلوب في قياس كثافة القدرة الطيفية في اثنين من أطوال موجية مختلفة. درجة حرارة الجسم يمكن قراءتها مباشرة من الجهاز، إذا كان الابتعاثية من نفسه لكل طول موجي. سوف مؤشرات يكون صحيحا حتى لو كان مجال الرؤية منعت جزئيا المواد الباردة نسبيا، مثل الغبار، وشاشات سلك النافذة الرمادية وشفافة. طريقة نظرية بسيطة. إذا كان كل من وهج الطول الموجي هو نفسه (لهيئة الرمادي)، يتم تقليل معامل الانبعاث والعلاقة يصبح متناسبا مع درجة الحرارة.

ويستخدم الليزر الحرارة ثنائي الموجة في الصناعة والبحوث وجهاز استشعار بسيط، فريدة من نوعها التي يمكن أن تقلل خطأ القياس.

وعلاوة على ذلك، تعيين الحرارة multiwavelength للمواد التي ليست الهيئات الرمادية، ومعامل الامتصاص الذي يختلف مع الطول الموجي. في هذه الحالات فإننا بحاجة إلى تحليل مفصل لخصائص سطح المادية على العلاقة بين معامل الطول الموجي، ودرجة الحرارة والتركيب الكيميائي للسطح. مع هذه البيانات فمن الممكن إنشاء خوارزمية حساب اعتمادا على الإشعاع الطيفي عند أطوال موجية مختلفة في درجة الحرارة.

قواعد التقييم

لتقييم دقة القياس يجب على المستخدم معرفة ما يلي:

• أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء بطبيعتها لا تميز الألوان.
• إذا كان السطح لامعة، ثم الجهاز ستنشئ لا المنبعثة فحسب، بل أيضا على الطاقة المنعكسة.
• إذا كان الكائن الشفاف، هو تصفية IR الضرورية (على سبيل المثال، مبهمة الزجاج في 5 ميكرون).
• وفي تسع من عشر حالات مطلوب قياس دقيق تماما. سوف القراءات المتكررة وعدم التحيز توفير الدقة اللازمة. عندما يتغير إشعاع ومعالجة أمر صعب، يجب أن تبقى في سنتين أو الاشعاع متعددة الطول الموجي.

العناصر الهيكلية

ليزر عدم الاتصال مقياس الحرارة يعمل على مبدأ الطاقة الأشعة تحت الحمراء عند مدخل وإشارة الخروج. يتكون الجهاز الدوائر الأساسية لجمع البصريات، العدسات، والمرشحات الطيفية وكاشف باعتبارها الواجهة الخارجية. ويتم معالجة دينامية بشكل مختلف، ولكن يمكن تخفيضها إلى تعزيز، إشارة الاستقرار الحرارية من الخطية والتحول. يستخدم التقليدية زجاج النافذة للإشعاع الموجات القصيرة، الكوارتز لالمدى المتوسط والجرمانيوم أو كبريتيد الزنك ل14/08 مجموعة ميكرون، والألياف - في موجات من 0،5-5،0 ميكرون.

مشهد

يتميز الليزر الحرارة عن بعد عن طريق مجال الرؤية (فوف) - السيطرة على درجة الحرارة حجم البقعة على مسافة معينة. تغيير قطر من مجال الرؤية يتناسب طرديا مع التغير في المسافة بين الحرارة وجوه القياس. تعتمد قيمتها على الشركة المصنعة وتأثير ذلك على سعر الوحدة. نمط هناك مع PP من 1 ملم لقياس نقطة، وطويلة المدى البصريات (7 سم على مسافة 9 م). العمل عن بعد لا يؤثر على دقة القراءة، إذا كان الكائن يملأ بقعة القياس. يجب أن لا يتجاوز الحد الأقصى للخسارة إشارة 1٪.

تهدف

الحرارة IR التقليدية تنتج القياسات دون أجهزة إضافية. هذا هو مقبول للاستخدام مع الأجسام الكبيرة، مثل شبكة الإنترنت ورقة، حيث لا يشترط دقة نقطة. لكائنات صغيرة أو بعيدة باستخدام أشعة الليزر. أنشأ عدة أنواع من رؤية الليزر.

1. شعاع تعويض عن المحور البصري. نموذج أبسط التي يتم استخدامها في الأجهزة ذات دقة منخفضة إلى الأجسام الكبيرة، أي. K. على مقربة من انحراف كبير جدا.
2. شعاع محوري. لا تحيد عن المحور البصري. قياس وسط بقعة محددة بدقة في أي مسافة.
3. ليزر مزدوج. بقعة قطرها صفت نقطتين، مما يلغي الحاجة إلى تخمين أو حساب قطر ولا يؤدي إلى أخطاء.
4. مؤشر دائري تعويض. فإنه يدل على مجال الرؤية من حجمها والحدود الخارجية.
5. 3 نقاط المؤشر محوري. يتم تقسيم شعاع إلى ثلاث نقاط مضيئة على نفس الخط. منتصف يدل على مركز البقعة، وقطرها الخارجي من بصماته.

تهدف إلى تقديم مساعدة فعالة تحت إشراف ميزان الحرارة على وجه التحديد في وجوه القياس.

مرشحات

وتستخدم الحرارة مرشحات الموجات القصيرة لقياس درجة حرارة عالية (> 500 ° C) والمرشحات الطول الموجي الطويل لدرجات حرارة منخفضة (-40 ° C). كشف السيليكون، على سبيل المثال، ومقاومة للحرارة، والطول الموجي الصغير يقلل من الخطأ قياس. وتستخدم مرشحات انتقائية أخرى للأفلام البلاستيك (3.43 ميكرون و 7.9 ميكرون) والزجاج (5.1 ميكرون) والشعلة (3.8 ميكرون).

أجهزة الاستشعار

معظم أجهزة الاستشعار أو الكهروضوئية لتوليد التيار الكهربائي عندما تتعرض للأشعة تحت الحمراء، أو ضوئية، ر. E. التغييرات مقاومته في إطار العمل من مصدر الطاقة. فهي سريعة وحساسة للغاية، ويكون لها الانجراف درجة حرارة مقبولة، والتي يمكن التغلب عليها، على سبيل المثال، الدائرة الثرمستور درجة الحرارة التعويض، دائرة الصفر التلقائي، والسعة الحد حماية متساوي.

ميزان الحرارة سلسلة IR عن 100-1000 إشارة بالسيارات الانتاج كاشف هو تعزيز ألف أضعاف ينظم، غير خطي، ونتيجة لذلك، يمثل إشارة الحالية أو الجهد الخطية. قيمته المثلى من 4-20 مللي أمبير، للحد من التدخل الخارجي. هذه الإشارة يمكن تغذية إلى ميناء RS-232 أو إلى وحدة تحكم PID، عرض عن بعد أو جهاز تسجيل. تجسيدات أخرى تستخدم إشارة:

• على / قبالة إشارة.
• قيمة عقد الذروة.
• زمن الاستجابة للتعديل؛
• عينة وعقد الدائرة.

سرعة

الأشعة تحت الحمراء ميزان الحرارة ليزر لديه متوسط زمن الاستجابة من 300 مللي ثانية، على الرغم من أن استخدام أجهزة الكشف عن السيليكون يمكن أن تصل إلى قيمة 10 مللي ثانية. في العديد من الصكوك استجابة تغييرات التوقيت لتخفيف الضوضاء الواردة وضبط حساسية. لا تحتاج دائما الحد الأدنى من زمن الاستجابة. على سبيل المثال، في الوقت التدفئة التعريفي يجب أن يكون في حدود 10-50 مللي ثانية.

ملامح الحرارة الليزر

Etekcity Lasergrip 630 - الأشعة تحت الحمراء ليزر 2 السعر الحرارة من 35.99 $. الميزات:

• نطاق درجة حرارة -50 ... +580 ° C.
• دقة +/- 2٪.
• المسافة إلى نسبة حجم البقعة من 16: 1؛
• الابتعاثية من 0،1-1،0.
• زمن الاستجابة <500 مللي ثانية.
• قرار من 1 درجة مئوية.

ليزر مقياس الحرارة (صورة) يبلغ أيضا عن أكبر، أصغر ويبلغ متوسط درجة الحرارة. يتم إزاحة بقعة القياس بنسبة 2 سم تحت نقطة التصويب. الليزر تستهدف أكثر دقة عند تقاطع أشعة (36 سم).

Amprobe IR-710 - الأشعة تحت الحمراء ميزان الحرارة ليزر، والثمن هو $ 49.95. الميزات:

• نطاق درجة حرارة -50 ... +538 ° C.
• الحد الأدنى لحجم بقعة من 20 مم؛
• دقة +/- 2٪.
• المسافة إلى نسبة حجم البقعة من 12: 1؛
• الابتعاثية من 0.95.
• زمن الاستجابة من 500 مللي ثانية.
• قرار من 1 درجة مئوية.

هذه الحرارة ليزر (الصورة) بخلاف درجة الحرارة الحالية، فإنه يشير أيضا إلى الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم.