Οδηγός Αγοράς για Θερμόμετρα Υπερύθρων

Το υπέρυθρο θερμόμετρο είναι τo ιδανικό όργανο μέτρησης θερμοκρασίας χωρίς επαφή αντικειμένων σε κίνηση, αντικειμένων που μεταφέρουν ρεύμα ή αντικείμενα σε υψηλές θερμοκρασίες. Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο ονομάζεται μερικές φορές ένα θερμόμετρο λέιζερ λόγω της ενσωμάτωσης λέιζερ για σκοπούς στόχευσης. Τα υπέρυθρα θερμόμετρα χρησιμοποιούν θερμική ακτινοβολία ή αλλιώς την ακτινοβολία μαύρου σώματος που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας της επιφάνειας.

Το emmissivity (συντελεστής θερμικής εκπομπής) είναι ένας βασικός παράγοντας στην επιλογή ενός υπέρυθρου θερμόμετρου, καθώς διαφορετικές επιφάνειες υλικού έχουν διαφορετικές τιμές εκπομπής. Έτσι, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη ο συντελεστής θερμικής εκπομπής του υλικού προς μέτρηση όταν γίνεται η αγορά θερμόμετρου υπέρυθρων. Εναλλακτικά, εάν θέλετε να μετρήσετε πολλά διαφορετικά αντικείμενα χρησιμοποιώντας το ίδιο υπέρυθρο θερμόμετρο, είναι σημαντικό να αναζητήσετε ένα υπέρυθρο θερμόμετρο που επιτρέπει στο χρήστη να ρυθμίσει την τιμή εκπομπής ανάλογα με την προς μέτρηση επιφάνεια του υλικού - π.χ. χαρτί, ξύλο, μέταλλο , κλπ.

Εάν το υπέρυθρο θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση λαμπερών μεταλλικών επιφανειών, όπως είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τον προσδιορισμό των τάσεων στη θερμοκρασία, καθώς δεν είναι δυνατόν να μετρηθεί η απόλυτη θερμοκρασία γυαλισμένων ή στιλβωμένων επιφανειών με θερμόμετρο υπέρυθρων.

Συμβουλές για την αγορά ενός υπέρυθρου θερμόμετρου

Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας επιφάνειας ενός αντικειμένου χωρίς να αγγίζει την επιφάνεια του αντικειμένου. Στην πράξη, το αντικείμενο για το οποίο πρόκειται να μετρηθεί η επιφανειακή θερμοκρασία μπορεί να είναι οτιδήποτε από ελαστικό αυτοκινήτου έως στοιχείο θέρμανσης κλιβάνου. Αυτή η ευελιξία καθιστά το υπέρυθρο θερμόμετρο ένα απίστευτα χρήσιμο εργαλείο για τους επαγγελματίες επιθεώρησης σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες. Ωστόσο, για να διασφαλιστεί η ακριβής μέτρηση των αποτελεσμάτων, οι προδιαγραφές ενός υπέρυθρου θερμόμετρου πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Πώς καθορίζεται ποιο υπέρυθρο θερμόμετρο ταιριάζει καλύτερα στην εφαρμογή σας; Το παρακάτω κείμενο έχει σχεδιαστεί για να σας βοηθήσει να λάβετε μια ενημερωμένη απόφαση αγοράς.

Βασικές ερωτήσεις για να ρωτήσετε τον εαυτό σας κατά την επιλογή ενός συστήματος υπέρυθρης μέτρησης θερμοκρασίας:

Ποιος τύπος συσκευής απαιτεί η εφαρμογή σας (π.χ. φορητό ή σταθερό υπέρυθρο θερμόμετρο);

Ποια τιμή εκπομπής συνιστάται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του υλικού σας;

Ποιος είναι ο λόγος απόστασης προς στόχο ή απόστασης σε σημείο (D / S) που απαιτεί η εφαρμογή σας;- Ποιος βαθμός ακρίβειας του υπέρυθρου θερμόμετρου είναι απαραίτητος για την επιτυχή ολοκλήρωση της εργασίας σας;

Ποιο μέγεθος μνήμης και διεπαφή μεταφοράς δεδομένων είναι απαραίτητο, αν υπάρχει;

Ποιο επίπεδο εξυπηρέτησης μετά την πώληση και υποστήριξη είναι επιθυμητό;

Ποιος είναι ο προϋπολογισμός σας για ένα υπέρυθρο θερμόμετρο;

Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής ανάλυση των κριτηρίων που πρέπει να έχετε κατά νου όταν επιλέγετε ένα θερμόμετρο υπερύθρων (IR):

Φορητό ή Σταθερό;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την προβλεπόμενη εφαρμογή. Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το θερμόμετρο IR για να συλλέξετε σποραδικά τις μετρήσεις για διασφάλιση ποιότητας, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα φορητό υπέρυθρο θερμόμετρο. Εάν θέλετε να μετρήσετε συνεχώς και να χρησιμοποιήσετε τις ενδείξεις για τον έλεγχο της διαδικασίας, θα ήταν καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα σταθερό υπέρυθρο θερμόμετρο. Ένα σταθερό θερμόμετρο IR πρέπει να είναι εφοδιασμένο με κάποιο interface για τη μεταφορά μετρήσεων σε ένα σύστημα ελέγχου. Η μεταφορά μπορεί να είναι αναλογική ή ψηφιακή.

Συντελεστής εκπομπής θερμικής ακτινοβολίας (emmisivity)

Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μπορεί να έχει και τα μειονεκτήματά του. Ένα τέτοιο μειονέκτημα είναι η ανάγκη να γνωρίζουμε την απαιτούμενη ακτινοβολία. Η εκπομπή ενός υλικού είναι η σχετική ικανότητα της επιφάνειάς του να εκπέμπει ή να απορροφά ενέργεια από ακτινοβολία. Ο συντελεστής εκπομπής θερμικής ακτινοβολίας εξαρτάται όχι μόνο από το είδος του υλικού, αλλά και από την προβλεπόμενη θερμοκρασία επιφάνειας και το μήκος κύματος (μm) του υπέρυθρου θερμόμετρου. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι οι εκπομπές των μετάλλων ποικίλλουν ευρέως, καθιστώντας δύσκολη την ακριβή μέτρηση. Για παράδειγμα, στους 25 ° C (77 ° F) ο πολύ οξειδωμένος χαλκός έχει εκπομπή 0,78, αλλά στους 527 ° C (980,6 ° F), ο ίδιος οξειδωμένος χαλκός έχει εκπομπή 0,91, ενώ ο γυαλισμένος χαλκός έχει εκπομπή 0,012 στους 327 ° C (620,6 ° F).

Ενώ τα περισσότερα γυαλιά, κεραμικά, πλαστικά, ξύλα και τα οργανικά υλικά έχουν πολύ υψηλούς συντελεστές εκπομπής (περίπου 0.95) στο μέσο εύρος υπέρυθρων ακτίνων (MIR) και στο πολύ υπέρυθρο φάσμα (FIR), τα καθαρά μέταλλα έχουν πολύ χαμηλότερες εκπομπές εντός της κλίμακας MIR και κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία NIR) - π.χ., ο γυαλισμένος χρυσός μέσα στο MIR έχει εκπομπή περίπου 0,02. Ωστόσο, όταν το μέταλλο είναι ανοδιωμένο (όπως το αλουμίνιο) ή πολύ οξειδωμένο, θα έχει υψηλότερη εκπομπή περίπου 0,9 μέσα στο MIR.

Πολλές θερμόμετρα υπερυθρων έχουν την δυνατότητα ρύθμισης του συντελεστή εκπομπής. Συχνά η ακτινοβολία ρυθμίζεται με περιστροφικό κουμπί με εύρος 0 ... 1. Ορισμένα όργανα διαθέτουν επιπλέον είσοδο μέτρησης για αισθητήρα θερμοκρασίας επαφής (ή θερμοστοιχείο).

Αν θέλετε το θερμόμετρο σας να βαθμονομηθεί για τον συντελεστή εκπομπής κάποιου άγνωστου υλικού, η θερμοκρασία μπορεί να μετρηθεί με αυτόν τον πρόσθετο αισθητήρα. Η ρύθμιση του συντελεστή εκπομπής για την ακτινοβολία θα ρυθμιστεί μέχρι η μέτρηση χωρίς επαφή να παράγει το ίδιο αποτέλεσμα μέτρησης με τη μέτρηση με τον αισθητήρα επαφής.

Αναλογία Απόστασης - Στόχου - (Distance to spot ratio)

Κάθε θερμόμετρο υπέρυθρων διαθέτει φακό με ορισμένο λόγο απόστασης προς στόχο ή απόσταση προς σημείο η αλλιώς κώνο. (D / S). Προδιαγραφές όπως 2: 1, 10: 1 ή 20: 1 είναι πολύ συνηθισμένες για τις συσκευές θερμόμετρου IR χαμηλού κόστους. Όταν εξετάζετε υψηλής ποιότητας συσκευές υπέρυθρων θερμομέτρων, οι προδιαγραφές μπορούν να φτάσουν έως και 75: 1.

Αυτές οι τιμές μπορούν επίσης να εκφράζονται ως x: y. Αυτό σημαίνει ότι το σημείο μέτρησης έχει διάμετρο y όταν η απόσταση σε μια επιφάνεια είναι x. Για παράδειγμα, εάν ένα θερμόμετρο IR έχει λόγο απόστασης προς στόχο 20: 1, μπορείτε να σταθείτε 20 εκατοστά μακριά από τον στόχο σας και να μετρήσετε τη θερμοκρασία ενός κύκλου ενός εκατοστού. Αυτό είναι παρόμοιο με τον κώνο του φωτός που εκπέμπεται από έναν φακό. Εάν πλησιάζετε σε τοίχο πολύ στενά με έναν φακό, ο κώνος του φωτός θα είναι μικρότερος από όταν βρίσκεστε πιο μακριά από τον τοίχο. Τα πιο προηγμένα υπέρυθρα θερμόμετρα μπορούν να μειώσουν ή να αυξήσουν το μέγεθος αυτού του σημείου μέτρησης για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις μεγέθους της εφαρμογής.

Ακρίβεια

Κάθε θερμόμετρο υπερύθρων - laser έχει τις δικές του προδιαγραφές ακρίβειας που εξαρτώνται από την περιοχή θερμοκρασίας που μετράται. Συνήθως ένα όργανο μέτρησης υψηλότερης ακρίβειας θα είναι ακριβότερο, επομένως είναι σημαντικό να εξεταστεί η πρακτικότητα καθώς και η ακρίβεια. Εκτός από συντελεστή εκπομπής, παράγοντες που θα επηρεάσουν την κάθε μέτρηση είναι η γεωμετρία (ομοιόμορφο, κοίλο, κυρτό), το τελείωμα (γυαλισμένο, ακατέργαστο, οξειδωμένο, αμμοβολή) και η γωνία μέτρησης. Επομένως, όταν λαμβάνετε συγκριτικές μετρήσεις θερμοκρασίας με υπέρυθρο θερμόμετρο, είναι απαραίτητο να δημιουργήσετε ένα έλεγχο για να ελαχιστοποιήσετε τις επιπτώσεις από τις διάφορες μεταβλητές ώστε για να καταγράψετε τις πιο ακριβείς ενδείξεις.

Μεταφορά μνήμης και δεδομένων

Ορισμένα θερμόμετρα διαθέτουν την δυνατότητα αποθήκευσης των μετρήσεων σε εσωτερική μνήμη ή κάρτα μνήμης SD. Το μέγεθος της μνήμης μπορεί να παρουσιαστεί ως αριθμός GB ή ως μέγιστος αριθμός αποθηκευμένων αναγνώσεων.

Αυτή η μνήμη επιτρέπει συνήθως τη λήψη δεδομένων μέτρησης θερμοκρασίας σε υπολογιστή χρησιμοποιώντας θύρα USB, RS-232 ή συσκευή ανάγνωσης καρτών SD. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα θερμόμετρο IR με δυνατότητα καταγραφής δεδομένων θερμοκρασίας είναι εξοπλισμένο με σύνδεση USB. Σε ορισμένες περιπτώσεις απαιτείται ειδικό λογισμικό υπολογιστή για τη μεταφορά των δεδομένων μέτρησης.

Περισσότερες πληροφορίες

Ένα θερμόμετρο υπέρυθρων αναφέρεται συχνά και ως θερμόμετρο λέιζερ, θερμόμετρο χωρίς επαφής, IR ή πυρόμετρο. Τα θερμόμετρα υπερύθρων χρησιμοποιούν την υπέρυθρη ακτινοβολία, επίσης γνωστή ως θερμική ακτινοβολία, για να μετρήσουν έμμεσα τη θερμοκρασία επιφάνειας χωρίς επαφή. Ο William Chandler Roberts-Austen πιστώθηκε με την εφεύρεση του θερμομέτρου ακτινοβολίας. Οποιοδήποτε αντικείμενο με θερμοκρασία άνω των 0 βαθμών Kelvin (K) εκπέμπει ακτινοβολία. Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μετρά μόνο τη θερμοκρασία μιας ορατής επιφάνειας. Ως εκ τούτου, ένα υπέρυθρο θερμόμετρο δεν μπορεί να λάβει μετρήσεις μέσω γυαλιού. Αν το μετρημένο αντικείμενο είναι ψυχρότερο από το θερμόμετρο IR, η ροή ακτινοβολίας είναι αρνητική. Για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας, το υπέρυθρο θερμόμετρο αποστέλλει θερμική ακτινοβολία στο μετρημένο αντικείμενο για να διορθώσει την αρνητική ροή.

Πλεονεκτήματα

Τα αποτελέσματα μέτρησης μπορούν να ληφθούν πολύ γρήγορα, από 10 μ έως 1 δευτερόλεπτο ανάλογα με τη συσκευή. Το IR θερμόμετρο εξαλείφει επίσης σφάλματα λόγω κακής θερμικής επαφής. Υπάρχει μικρή φθορά στο υπέρυθρο θερμόμετρο, ακόμη και σε φορητές μονάδες χειρός. Υψηλή τάση, ηλεκτρομαγνητικά πεδία και διαβρωτικά υλικά δεν επηρεάζουν τη διαδικασία μέτρησης. Οι μετρήσεις που λαμβάνονται με ένα υπέρυθρο θερμόμετρο δεν προκαλούν ζημιά σε ευαίσθητα αντικείμενα όπως πλαστικές μεμβράνες ή προϊόντα από χαρτί. Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι, επειδή οι μετρήσεις μπορούν να ληφθούν χωρίς επαφή, ένα υπέρυθρο θερμόμετρο είναι ένα πολύ ασφαλέστερο εργαλείο για χρήση σε καταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας.

Θερμόμετρα υπερύθρων - laser - Πρακτικές εφαρμογές

Όπως αναφέρθηκε, το κύριο πλεονέκτημα που διαθέτει ένα υπέρυθρο θερμόμετρο, σε σύγκριση με ένα κανονικό θερμόμετρο επαφής, είναι ότι παρέχει την δυνατότητα μέτρησης από απόσταση χρησιμοποιώντας την εκπομπή της θερμικής ακτινοβολίας. Αυτό σημαίνει ότι μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η θερμοκρασία σε μέρη μηχανών, κινητήρων ή συστημάτων που δεν μπορούν εύκολα να προσπελαστούν χωρίς να κλείσουν.

Στην πραγματικότητα, επειδή ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μετρά την εκπομπή που προέρχεται από την επιφάνεια του υλικού ή του αντικειμένου (καθώς όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν ενέργεια και ηλεκτρομαγνητικά κύματα ανάλογα με τη θερμοκρασία τους) και αφού η ενέργεια εξαρτάται από τη θερμοκρασία του προς μέτρηση αντικειμένου η θερμοκρασία της επιφάνειας του αντικειμένου μπορεί να μετρηθεί χωρίς άμεση εγγύτητα και άμεση επαφή. Λόγω του εγκατεστημένου λογισμικού και της όρασης λέιζερ, το υπέρυθρο θερμόμετρο καθορίζει τον συντελεστή εκπομπής του αντικειμένου που πρόκειται να μετρηθεί και παρέχει μια ακριβή ανάγνωση της θερμοκρασίας της επιφάνειας.

Έτσι, ένα θερμόμετρο υπέρυθρων / IR θερμόμετρο είναι μια ιδανική λύση για την παρακολούθηση συστημάτων θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC). Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τακτική παρακολούθηση των συστημάτων HVAC καθώς και για την αντιμετώπιση προβλημάτων και την αναζήτηση της αιτίας μιας μη αναγνωρισμένης δυσλειτουργίας. Η κατάσταση ενός συστήματος HVAC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε οποιαδήποτε επιχείρηση, εργοστάσιο, αποθήκη, σχολείο ή σπίτι. Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξέταση αεραγωγών, σωλήνων και τοίχων. Η συντήρηση του συστήματος HVAC αποτελεί ένα δύσκολο έργο, καθώς δεν είναι ανοιχτά όλα τα στοιχεία του συστήματος HVAC για άμεση πρόσβαση και επιθεώρηση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, στις δοκιμές συστημάτων HVAC, ρύθμιση και εξισορρόπηση (TAB), η εφαρμογή συσκευών μέτρησης άμεσης επαφής δεν είναι πάντα κατάλληλη ή εύκολη. Συχνά οι δυσκολίες προκύπτουν όχι μόνο από τα εμπόδια που δημιουργούν περιορισμένη πρόσβαση σε βασικά σημεία μέτρησης εντός του συστήματος HVAC αλλά και από πιθανούς κινδύνους για τον τεχνικό του HVAC, για παράδειγμα όταν η θερμοκρασία ενός στοιχείου συστήματος HVAC γίνεται πολύ υψηλή για τη μέτρηση με επαφή. Ένα θερμόμετρο υπέρυθρων επιτρέπει στους επαγγελματίες του HVAC να πραγματοποιούν τις απαραίτητες δοκιμές και εξετάσεις συστημάτων HVAC στο χώρο, χωρίς να χρησιμοποιούν σκάλες ή πάρα πολύ άλλο βοηθητικό εξοπλισμό, ελέγχοντας την κατάσταση των αεραγωγών, των αεραγωγών κλιματισμού. Οι περισσότερες συσκευές υπέρυθρων θερμομέτρων είναι μικρού μεγέθους, γεγονός που καθιστά τις μεταφορές και το χειρισμό απολύτως χωρίς προβλήματα. Επιπλέον, η ακρίβεια και τα αποτελέσματα μέτρησης από τα περισσότερα προϊόντα θερμόμετρου IR είναι εντυπωσιακά. Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο μπορεί να σας βοηθήσει να εξοικονομήσετε πολύ χρόνο, προσπάθεια και κόστος που προκύπτουν από απροσδόκητες διακοπές του εξοπλισμού, των μηχανημάτων και των συστημάτων.