Greining á nútíma beitingu innrauða hitamælitækni
Meginreglan um hitastigsmælingu innrauða hitamælisins er að breyta innrauða geislaorku sem hluturinn gefur frá sér í rafmerki. Stærð innrauða geislaorkunnar samsvarar hitastigi hlutarins sjálfs. Samkvæmt stærð breyttra rafmerkja er hægt að ákvarða hitastig hlutarins. Innrauð hitamælingartækni hefur verið þróuð til að skanna og mæla hitastig yfirborðsins með hitabreytingum, ákvarða hitadreifingarmynd þess og greina fljótt falinn hitamun. Þetta er innrauða hitamyndatækið. Innrauðar hitamyndavélar voru fyrst notaðar í hernum. Árið 2019 þróaði TI Corporation í Bandaríkjunum fyrsta innrauða skönnunarkerfi heimsins. Síðar var innrauð hitamyndatækni notuð í röð í flugvélum, skriðdrekum, herskipum og öðrum vopnum í vestrænum löndum, sem varmasjárkerfi fyrir njósnamarkmið, það bætir verulega getu til að leita og ná skotmörkum. Innrauða hitamyndavélin sem framleidd er af sænska AGA fyrirtækinu er í leiðandi stöðu í borgaralegri tækni.
Innrauði hitamælirinn er samsettur af sjónkerfi, ljósaskynjara, merkjamagnara, merkjavinnslu, skjáúttak og öðrum hlutum. Ljóskerfið safnar innrauðu markgeislunarorkunni í sjónsvið sitt og stærð sjónsviðsins ræðst af sjónhlutum hitamælisins og staðsetningu hans. Innrauð orka er lögð áhersla á ljósnema og breytt í samsvarandi rafmerki. Merkið fer í gegnum magnarann og merkjavinnslurásina og er umbreytt í hitastigsgildi mælda marksins eftir að það hefur verið leiðrétt í samræmi við reiknirit innri meðferðar tækisins og losunargetu marksins.
Í náttúrunni eru allir hlutir með hitastig sem er hærra en algjört núll stöðugt að senda frá sér innrauða geislunarorku til umhverfisins í kring. Stærð innrauðrar geislunarorku hlutar og dreifing hans eftir bylgjulengd hafa mjög náið samband við yfirborðshita hans. Þess vegna, með því að mæla innrauða orku sem geislað er af hlutnum sjálfum, er hægt að ákvarða yfirborðshita hans nákvæmlega, sem er hlutlægur grunnur fyrir mælingu á innrauðri geislun hitastigs.
Svartur líkami er fullkominn ofn, sem gleypir allar bylgjulengdir geislunarorku, hefur enga endurkast eða sendingu orku og hefur útgeislun 1 á yfirborði sínu. Hins vegar eru hagnýtir hlutir í náttúrunni nánast ekki svartir líkamar. Til að skýra og fá dreifingu innrauðrar geislunar þarf að velja viðeigandi líkan í fræðilegum rannsóknum. Þetta er magnstýrða sveiflulíkanið af geislun líkamshola sem Planck lagði til, þannig afleitt lögmálið um svarta líkamsgeislun Plancks, það er litrófsgeislun svarta líkamans sem er gefin upp með bylgjulengd, sem er upphafspunktur allra kenninga um innrauða geislun, svo það er kallað lögmál svarta líkamsgeislunar. Geislunarmagn allra raunverulegra hluta veltur ekki aðeins á geislunarbylgjulengd og hitastigi hlutarins, heldur einnig af gerð efnisins sem myndar hlutinn, undirbúningsaðferðinni, hitaferlinu, yfirborðsástandi og umhverfisaðstæðum.
Innrauð hitastigsmæling notar punkt-fyrir-punkt greiningaraðferð, það er að hitageislun á staðbundnu svæði hlutarins beinist að einum skynjara og geislunarkraftinum er breytt í hitastig með losun þekkts hlutar. . Vegna mismunandi greindra hluta, mælisviða og notkunartilvika er útlitshönnun og innri uppbygging innrauða hitamæla mismunandi, en grunnbyggingin er almennt svipuð, aðallega þar með talið sjónkerfi, ljósnemar, merkjamagnara og merkjavinnsla, skjáúttak og annað. hlutar. Innrauð geislun frá ofni. Þegar innrauða geislunin kemur inn í ljóskerfið er innrauða geislunin mótuð í skiptisgeislun með mótunartækinu og umbreytt í samsvarandi rafmerki með skynjaranum. Merkið fer í gegnum magnarann og merkjavinnslurásina og breytist í hitastig mælda marksins eftir að það hefur verið leiðrétt í samræmi við reiknirit tækisins og markgeislun.
Þrír flokkar innrauðra hitamæla:
(1) Innrauða hitamælir fyrir menn: Innrauða hitamælir af enni er hitamælir sem notar meginregluna um innrauða móttöku til að mæla mannslíkamann. Þegar þú ert í notkun þarftu aðeins að samræma skynjunargluggann á þægilegan hátt við ennið og þú getur mælt líkamshitann fljótt og nákvæmlega.
(2) Innrauði iðnaðarhitamælir: Innrauði iðnaðarhitamælirinn mælir yfirborðshitastig hlutarins og sjónskynjari hans geislar, endurspeglar og sendir orku, og þá er orkan safnað og fókusað af rannsakanum og síðan er upplýsingum breytt í lestur birt með öðrum hringrásum Á vélinni er leysiljósið sem er búið þessari vél skilvirkara til að miða á mældan hlut og bæta mælingarnákvæmni.
(3) Innrauðir hitamælar fyrir búfjárrækt: Innrauðir hitamælar fyrir dýr sem ekki snerta snertingu eru byggðir á Planck meginreglunni, með því að mæla nákvæmlega líkamsyfirborðshita tiltekinna hluta líkamsyfirborðs dýra og leiðrétta hitamun á milli líkamsyfirborðshita og raunverulegt hitastig. Getur sýnt nákvæmlega einstaka líkamshita dýrsins.
Ákvörðun bylgjulengdarsviðs: Geislun og yfirborðseiginleikar markefnisins ákvarða litrófssvörun eða bylgjulengd pýrometersins. Fyrir málmblöndur með mikilli endurspeglun er losunin lítil eða breytileg. Á háhitasvæðinu er besta bylgjulengdin til að mæla málmefni nálægt innrauðu og bylgjulengd {{0}}.18-1.0μm er hægt að velja. Önnur hitasvæði geta valið 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bylgjulengdir. Þar sem sum efni eru gegnsæ á ákveðinni bylgjulengd mun innrauð orka komast í gegnum þessi efni og ætti að velja sérstaka bylgjulengd fyrir þetta efni. Til dæmis eru bylgjulengdirnar 10 μm, 2,2 μm og 3,9 μm notaðar til að mæla innra hitastig glersins (glerið sem á að prófa verður að vera mjög þykkt, annars fer það í gegnum); bylgjulengdin 5,0 μm er notuð til að mæla innra hitastig glersins; ; Annað dæmi er að mæla pólýetýlen plastfilmu með bylgjulengd 3,43 μm og pólýester með bylgjulengd 4,3 μm eða 7,9 μm.
Ákvarða viðbragðstímann: Viðbragðstíminn gefur til kynna hvarfhraða innrauða hitamælisins við mælda hitabreytingu, sem er skilgreind sem tíminn sem þarf til að ná 95 prósentum af orku lokaaflesturs, sem tengist tímafastanum á ljósnemi, merkjavinnslurás og skjákerfi. Viðbragðstími nýja innrauða hitamælisins getur náð 1ms. Þetta er miklu hraðari en snertihitamælingaraðferðin. Ef hreyfanlegur hraði marksins er mjög hraður eða þegar mælt er á hraðhitandi skotmarki, ætti að velja hraðsvörun innrauða hitamæli, annars næst ekki nægjanleg merki svörun og mælingarnákvæmni minnkar. Hins vegar þurfa ekki öll forrit innrauða hitamæli með hraðsvörun. Fyrir kyrrstöðu- eða markvarmaferli þar sem hitatregðu er til staðar, er hægt að slaka á svörunartíma pýrometersins. Þess vegna ætti valið á viðbragðstíma innrauða hitamælisins að laga að aðstæðum mældu marksins.
Ljósupplausnin er ákvörðuð af hlutfallinu D og S, sem er hlutfallið milli fjarlægðar D á milli gjósku og skotmarks og þvermáls S mælipunktsins. Ef hitamælirinn verður að vera settur upp langt frá markinu vegna umhverfisaðstæðna og mæla lítið mark skal velja hitamæli með mikilli ljósupplausn. Því hærri sem ljósupplausnin er, þ.e. auka D:S hlutfallið, því meiri kostnaður við gjóskumælinn.
Ákvörðun bylgjulengdarsviðs: Geislun og yfirborðseiginleikar markefnisins ákvarða litrófssvörun eða bylgjulengd pýrometersins. Fyrir málmblöndur með mikilli endurspeglun er losunin lítil eða breytileg. Á háhitasvæðinu er besta bylgjulengdin til að mæla málmefni nálægt innrauðu og bylgjulengdin {{0}}.18-1.{{10}}μm getur verið valin. Önnur hitasvæði geta valið 1,6μm, 2,2μm og 3,9μm bylgjulengdir. Þar sem sum efni eru gegnsæ á ákveðinni bylgjulengd mun innrauð orka komast í gegnum þessi efni og ætti að velja sérstaka bylgjulengd fyrir þetta efni. Til dæmis eru bylgjulengdirnar 1,0 μm, 2,2 μm og 3,9 μm notaðar til að mæla innra hitastig glersins (glerið sem á að prófa þarf að vera mjög þykkt, annars fer það í gegnum); bylgjulengdin 5,0 μm er notuð til að mæla innra hitastig glersins; bylgjulengdin 8-14 μm er notuð fyrir litla mælingu. Það er ráðlegt; annað dæmi er að mæla bylgjulengdina 3,43 μm fyrir pólýetýlen plastfilmu og bylgjulengdina 4,3 μm eða 7,9 μm fyrir pólýester.
Ákvarða viðbragðstímann: Viðbragðstíminn gefur til kynna hvarfhraða innrauða hitamælisins við mælda hitabreytingu, sem er skilgreind sem tíminn sem þarf til að ná 95 prósentum af orku lokaaflesturs, sem tengist tímafastanum á ljósnemi, merkjavinnslurás og skjákerfi. Viðbragðstími Guangzhou Hongcheng Hong Kong CEM vörumerki innrauðs hitamælis getur náð 1ms. Þetta er miklu hraðari en snertihitamælingaraðferðir. Ef hreyfanlegur hraði marksins er mjög hraður eða þegar mælt er á hraðhitandi skotmarki, ætti að velja hraðsvörun innrauða hitamæli, annars næst ekki nægjanleg merki svörun og mælingarnákvæmni minnkar. Hins vegar þurfa ekki öll forrit innrauða hitamæli með hraðsvörun. Fyrir kyrrstöðu- eða markvarmaferli þar sem hitatregðu er til staðar, er hægt að slaka á svörunartíma pýrometersins. Þess vegna ætti valið á viðbragðstíma innrauða hitamælisins að laga að aðstæðum mældu marksins.
Merkjavinnsluaðgerð: Mæling stakra ferla (eins og framleiðslu hluta) er frábrugðin samfelldum ferlum, sem krefst þess að innrauðir hitamælar hafi merkjavinnsluaðgerðir (eins og hámarkshald, dalahald, meðalgildi). Til dæmis, þegar hitastig glersins á færibandinu er mælt, er nauðsynlegt að nota hámarksgildið til að halda og úttaksmerki um hitastig þess er sent til stjórnandans.
Umhverfisaðstæður: Umhverfisaðstæður hitamælisins hafa mikil áhrif á mælingarniðurstöður, sem ætti að íhuga og leysa á réttan hátt, annars mun það hafa áhrif á nákvæmni hitamælinga og jafnvel valda skemmdum á hitamælinum. Þegar umhverfishitastigið er of hátt og það er ryk, reykur og gufa geturðu valið hlífðarhlíf, vatnskælingu, loftkælikerfi, loftblásara og annan aukabúnað sem framleiðandinn veitir. Þessir fylgihlutir geta á áhrifaríkan hátt tekið á umhverfisáhrifum og verndað hitamælirinn fyrir nákvæma hitamælingu. Þegar aukabúnaður er tilgreindur ætti að biðja um staðlaða þjónustu eins mikið og hægt er til að draga úr uppsetningarkostnaði. Þegar reykur, ryk eða aðrar agnir draga úr mæliorkumerkinu er tveggja lita hitamælir besti kosturinn. Við hávaða, rafsegulsvið, titring eða óaðgengilegar umhverfisaðstæður, eða aðrar erfiðar aðstæður, er ljósleiðarinn tveggja lita hitamælirinn besti kosturinn.
Í notkun með lokuðum eða hættulegum efnum eins og ílátum eða lofttæmishólfum, skoðar pyrometerinn í gegnum glugga. Efnið verður að vera nógu sterkt og fara í gegnum vinnubylgjulengdarsvið gjóskumælisins sem notaður er. Ákvarða einnig hvort rekstraraðili þarf einnig að fylgjast með í gegnum gluggann, svo veldu viðeigandi uppsetningarstað og gluggaefni til að forðast gagnkvæm áhrif. Í lághitamælingum eru Ge eða Si efni venjulega notuð sem gluggar, sem eru ógagnsæir fyrir sýnilegu ljósi og mannsauga getur ekki fylgst með skotmarkinu í gegnum gluggann. Ef stjórnandinn þarf að fara í gegnum gluggamarkmiðið skal nota sjónrænt efni sem sendir bæði innrauða geislun og sýnilegt ljós. Til dæmis ætti að nota sjónrænt efni sem sendir bæði innrauða geislun og sýnilegt ljós sem gluggaefni, eins og ZnSe eða BaF2.
Einföld aðgerð og auðveld notkun: Innrauðir hitamælar ættu að vera leiðandi, auðveldir í notkun og auðvelt að nota fyrir rekstraraðila. Meðal þeirra eru færanlegir innrauðir hitamælar litlir, léttir og bera af fólki sem samþættir hitamælingar og sýna framleiðsla. Hitamælitæki geta sýnt hitastig og gefið út ýmsar hitaupplýsingar á skjánum og sum er hægt að stjórna með fjarstýringu eða tölvuhugbúnaði.
Ef um er að ræða erfiðar og flóknar umhverfisaðstæður er hægt að velja kerfi með aðskildu hitamælihaus og skjá til að auðvelda uppsetningu og stillingu. Hægt er að velja merkjaúttaksformið sem passar við núverandi stýribúnað. Kvörðun innrauða geislunarhitamælisins: innrauða hitamælirinn verður að vera kvarðaður þannig að hann geti rétt sýnt hitastig mældu marksins. Ef hitamæling hitamælisins sem notaður er er utan þols við notkun þarf að skila henni til framleiðanda eða viðgerðarstöðvar til endurkvörðunar.
