In seiner grundlegendsten Bauweise besteht ein Infrarot-Thermometer aus einer Linse, die die Infrarotenergie (IR) auf einen Detektor fokussiert, der die Energie in ein elektrisches Signal umwandelt, das nach Kompensation der Schwankungen der Umgebungstemperatur in Temperatureinheiten angezeigt werden kann.
Diese Konfiguration ermöglicht die Temperaturmessung aus der Entfernung, ohne dass der zu messende Gegenstand berührt werden muss. Daher eignet sich das Infrarot-Thermometer für Temperaturmessungen unter Umständen, in denen Thermoelemente oder andere Sensoren mit Sonden aus verschiedenen Gründen nicht verwendet werden können oder keine genauen Daten liefern.
Typische Beispiele hierfür sind Situationen, in denen sich das zu messende Objekt bewegt, in denen das Objekt von einem EM-Feld umgeben ist, wie z. B. bei der Induktionserwärmung, in denen das Objekt in einem Vakuum oder einer anderen kontrollierten Atmosphäre enthalten ist oder in denen eine schnelle Reaktion erforderlich ist.
Erfahren Sie mehr über Infrarot-Thermometer
Warum sollte ich in meiner Anwendung ein Infrarot-Thermometer zur Temperaturmessung verwenden?
Mit Infrarot-Pyrometern können Benutzer die Temperatur in Anwendungen messen, in denen herkömmliche Sensoren nicht eingesetzt werden können. Insbesondere in Fällen, in denen es sich um bewegliche Objekte handelt (z. B. Walzen, bewegliche Maschinen oder Förderbänder) oder in denen aufgrund von Verunreinigungen oder Gefahren (z. B. Hochspannung) berührungslose Messungen erforderlich sind, die Entfernungen zu groß sind oder die zu messenden Temperaturen für Thermoelemente oder andere Sensoren zu hoch sind.
- Bestimmen Sie das Sichtfeld (Zielgröße und Entfernung).
- Berücksichtigen Sie die Art der zu messenden Oberfläche und deren Emissivität
- Analysieren Sie die spektrale Empfindlichkeit hinsichtlich atmosphärischer Einflüsse oder der Transmission durch Oberflächen
- Legen Sie den Messbereich und die Montageanforderungen fest
- Nicht vergessen: Ansprechzeit, Umgebung, Montage-Einschränkungen, Sichtfenster- oder Fenster-Anwendungen und gewünschte Signalverarbeitung
Was muss ich bei der Auswahl eines Infrarot-Thermometers hinsichtlich meiner Anwendung beachten?
Zu den entscheidenden Faktoren für jedes Infrarot-Pyrometer gehören das Sichtfeld (Zielgröße und Entfernung), die Art der zu messenden Oberfläche (Emissionsgrad), die spektrale Empfindlichkeit (für atmosphärische Einflüsse oder die Transmission durch Oberflächen), der Messbereich und die Montage (tragbar oder fest installiert). Weitere Aspekte sind die Ansprechzeit, die Umgebung, die Montage-Einschränkungen, die Anwendungen für Sichtfenster oder Fenster und die gewünschte Signalverarbeitung.
In dieser Tabelle sind die Brechungsindizes für IR-Fenster detailliert aufgeführt.
Was versteht man unter Sichtfeld und warum ist es wichtig?
Das Sichtfeld ist der Blickwinkel, in dem das Gerät im Betrieb arbeitet, und wird durch die Optik des Geräts bestimmt. Um eine genaue Temperaturmessung zu erhalten, sollte das zu messende Objekt das gesamte Sichtfeld des Geräts ausfüllen. Da das Infrarotgerät die Durchschnittstemperatur aller Oberflächen innerhalb des Sichtfelds ermittelt, kann es zu Messfehlern kommen, wenn die Hintergrundtemperatur von der Objekttemperatur abweicht. OMEGA bietet eine einzigartige Lösung für dieses Problem. Viele Infrarot-Pyrometer von OMEGA verfügen über einen patentierten Laser, der von Kreis auf Punkt umgeschaltet werden kann. Im Kreis-Modus erzeugt ein integriertes Laservisier einen 12-Punkt-Kreis, der den zu messenden Zielbereich deutlich anzeigt. Im Punkt-Modus markiert ein einzelner Laserpunkt die Mitte des Messbereichs.
Wählen Sie das richtige Infrarotgerät für Ihre Anwendungen
Handheld-Infrarot-Thermometer
Ein Handheld-Infrarot-Thermometer ist eine der beliebtesten Arten von Infrarot-Pyrometern. Sie werden häufig für tragbare Anwendungen verwendet, obwohl einige Modelle auch über eine integrierte Stativhalterung verfügen. OMEGA bietet eine große Auswahl an Infrarot-Thermometern in verschiedenen Formen und Formfaktoren an. Viele der Hand-Infrarotpyrometer von OMEGA verfügen über das patentierte Circle Dot/Circle-Laservisier von OMEGA, das das Sichtfeld des Thermometers klar umreißt.
Taschen-Infrarot-Thermometer
Die Taschen-Infrarot-Thermometer sind äußerst kompakt. Sie sind in der Regel so klein, dass sie in einer Hemdtasche transportiert werden können.
Infrarot-Thermoelemente
Ein Infrarot-Thermoelement ist ein kleiner, kostengünstiger Infrarotsensor. Das Besondere daran ist, dass sie sich selbst mit Strom versorgen und Ausgänge erzeugen, die einem Thermoelement-Sensor nachempfunden sind.
Fest montierte Infrarot-Thermometer
Ein fest montiertes Infrarot-Thermometer wird häufig in industriellen Prozessen eingesetzt, in denen das Thermometer in einer stationären Position montiert werden kann. Lesen Sie den Artikel über den Hochgeschwindigkeits-Glasfaser-Infrarot-Transmitter, um Informationen über die OS4000-Serie zu erhalten.
Zweifarben-Verhältnis-Thermometrie
Angesichts der Tatsache, dass die Emissivität eine so wichtige Rolle bei der Ermittlung genauer Temperaturdaten mit Infrarot-Thermometern spielt, ist es nicht verwunderlich, dass Versuche unternommen wurden, Sensoren zu entwickeln, die unabhängig von dieser Variablen messen. Das bekannteste und am häufigsten verwendete dieser Designs ist das Zweifarben-Verhältnis-Thermometer. Diese Technik unterscheidet sich nicht wesentlich von den bisher beschriebenen Infrarot-Thermometern, misst jedoch das Verhältnis der von Materialien emittierten Infrarotenergie bei zwei Wellenlängen anstelle der absoluten Energie bei einer Wellenlänge oder einem Wellenband. Die Verwendung des Begriffs „Farbe” in diesem Zusammenhang ist etwas veraltet, wurde jedoch noch nicht ersetzt. Er stammt aus der alten Praxis, sichtbare Farben mit Temperaturen in Verbindung zu bringen, daher auch „Farbtemperatur”.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Emissivität und in welchem Zusammenhang steht sie mit Infrarot-Temperaturmessungen?
Die Emissivität ist definiert als das Verhältnis der von einem Objekt bei einer bestimmten Temperatur abgestrahlten Energie zur Energie, die von einem perfekten Strahler oder Schwarzkörper bei derselben Temperatur abgegeben wird. Die Emissivität eines Schwarzkörpers beträgt 1,0. Alle Emissivitätswerte liegen zwischen 0,0 und 1,0. Die meisten Infrarot-Thermometer können unterschiedliche Emissivitätswerte für verschiedene Materialien kompensieren. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Emissionsgrad eines Objekts, desto einfacher ist es, mit Infrarot eine genaue Temperaturmessung zu erhalten. Objekte mit sehr niedrigem Emissionsgrad (unter 0,2) können schwierige Anwendungen darstellen. Einige polierte, glänzende Metalloberflächen, wie z. B. Aluminium, sind im Infrarotbereich so reflektierend, dass genaue Temperaturmessungen nicht immer möglich sind. In dieser
In this Tabelle sind die Emissionsgrade verschiedener Materialien aufgeführt.
Fünf Methoden zur Bestimmung des Emissionsgrades
Es gibt fünf Methoden zur Bestimmung des Emissionsgrades eines Materials, um genaue Temperaturmessungen zu gewährleisten:
1. Erhitzen Sie eine Probe des Materials mit einem Sensor der Präzision auf eine bekannte Temperatur und messen Sie die Temperatur mit dem IR-Gerät. Passen Sie dann den Emissionsgradwert an, damit das Gerät die richtige Temperatur anzeigt.
2. Bei relativ niedrigen Temperaturen (bis zu 500 °F) kann ein Stück Klebeband mit einem Emissionsgrad von 0,95 gemessen werden. Passen Sie dann den Emissionsgradwert an, damit das Anzeigegerät die richtige Temperatur der Materialien anzeigt. Für Messungen bei hohen Temperaturen kann ein Loch (dessen Tiefe mindestens das Sechsfache des Durchmessers beträgt) in das Objekt gebohrt werden.
3. Dieses Loch fungiert als Schwarzkörper mit einem Emissionsgrad von 1,0. Messen Sie die Temperatur im Loch und passen Sie dann den Emissionsgrad an, damit das Messgerät die richtige Temperatur der Materialien anzeigt.
4. Wenn die Materialien oder ein Teil davon beschichtet werden können, hat eine mattschwarze Farbe einen Emissionsgrad von ca. 1,0. Messen Sie die Temperatur der Farbe und passen Sie dann den Emissionsgrad an, damit das Messgerät die richtige Temperatur anzeigt.
5. Für die meisten Materialien sind standardisierte Emissionsgradwerte verfügbar (siehe Seiten 114–115). Diese können in das Gerät eingegeben werden, um den Emissionsgradwert des Materials zu schätzen.
Wie kann ich die Montage des Infrarot-Pyrometers durchführen?
Es gibt zwei Arten von Pyrometern: fest installierte und tragbare. Fest installierte Geräte werden in der Regel an einem Standort installiert, um einen bestimmten Prozess kontinuierlich zu überwachen. Sie werden in der Regel mit Netzstrom betrieben und sind auf einen einzigen Punkt ausgerichtet. Die Ausgabe dieses Gerätetyps kann über eine lokale oder entfernte Anzeige erfolgen, zusammen mit einem Analogen Ausgang, der für eine andere Anzeige oder einen Regelkreis verwendet werden kann. Es sind auch batteriebetriebene, tragbare Infrarot-„Pistolen” erhältlich. Diese Geräte verfügen über alle Funktionen der fest installierten Geräte, in der Regel jedoch ohne den analogen Ausgang für Steuerungszwecke. Im Allgemeinen werden diese Geräte für Arbeiten der Wartung, Diagnosen, Qualitätskontrollen und Punktmessungen kritischer Prozesse eingesetzt.
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