Nel suo tipo di sonda più semplice, un termometro a infrarossi è costituito da una lente che focalizza l'energia infrarossa (IR) su un rilevatore, il quale converte l'energia in un segnale elettrico che può essere visualizzato in unità di temperatura dopo essere stato compensato per la variazione della temperatura ambiente.
Questa configurazione facilita la misurazione della temperatura a distanza senza contatto con l'oggetto da misurare. Pertanto, il termometro a infrarossi è utile per misurare la temperatura in circostanze in cui le termocoppie o altri tipi di sonde non possono essere utilizzati o non producono dati accurati per una serie di motivi.
Alcune circostanze tipiche sono quelle dove l'oggetto da misurare è in movimento, è circondato da un campo elettromagnetico, come nel riscaldamento a induzione, è contenuto in un vuoto o in un'altra atmosfera controllata, o in applicazioni dove è necessaria una risposta veloce.
Ulteriori informazioni sui termometri a infrarossi
Perché dovrei utilizzare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura nella mia applicazione?
I pirometri a infrarossi consentono agli utenti di misurare la temperatura in applicazioni in cui non è possibile utilizzare sensori convenzionali. In particolare, nei casi in cui si ha a che fare con oggetti in movimento (ad esempio rulli, macchinari in movimento o nastri trasportatori) o in cui sono necessarie misurazioni senza contatto a causa di contaminazione o per motivi di sicurezza (come l'alta tensione), dove le distanze sono troppo grandi o dove le temperature da misurare sono troppo elevate per le termocoppie o altri sensori a contatto.
- Determine the field of view (target size and distance)
- Considerare il tipo di superficie da misurare e la sua emissività
- Analizzare la risposta spettrale per gli effetti atmosferici o la trasmissione attraverso le superfici
- Specificare l'intervallo di temperatura e le esigenze di montaggio
- Da non dimenticare: tempo di risposta, ambiente, limitazioni di montaggio, applicazioni con finestra o porta di visualizzazione e elaborazione del segnale desiderata
Cosa devo considerare riguardo alla mia applicazione quando seleziono un termometro a infrarossi?
Le considerazioni fondamentali per qualsiasi pirometro a infrarossi includono il Campo visivo (dimensioni e distanza del bersaglio), il tipo di superficie da misurare (considerazioni sull'emissività), la risposta spettrale (per gli effetti atmosferici o la trasmissione attraverso le superfici), l'intervallo di temperatura e il Montaggio (portatile o fisso). Altre considerazioni includono il tempo di risposta, l'ambiente, i limiti di montaggio, le applicazioni con finestra o porta di osservazione e l'elaborazione segnale desiderata.
In questa tabella sono riportati in dettaglio gli indici di rifrazione per le finestre IR.
Cosa si intende per Campo visivo e perché è importante?
Il campo visivo è l'angolo di visione con cui opera lo strumento ed è determinato dall'ottica dell'unità. Per ottenere una lettura accurata della temperatura, il bersaglio da misurare deve riempire completamente il campo visivo dello strumento. Poiché il dispositivo a infrarossi determina la temperatura media di tutte le superfici all'interno del campo visivo, se la temperatura dello sfondo è diversa da quella dell'oggetto, può verificarsi un errore di misurazione. OMEGA offre una soluzione unica a questo problema. Molti pirometri a infrarossi OMEGA sono dotati di un laser brevettato commutabile da cerchio a punto. Nella modalità cerchio, un mirino laser integrato crea un cerchio a 12 punti che fornisce un'indicazione chiara dell'area target da misurare. Nella modalità punto, un singolo punto laser segna il centro dell'area di misurazione.
Scegliete l'infrarosso giusto per la propria applicazione
Termometri a infrarossi portatili
Il termometro a infrarossi portatile è uno dei tipi più diffusi di pirometri a infrarossi. Sono comunemente utilizzati per applicazioni portatili, anche se alcuni modelli sono dotati di un supporto per treppiede integrato. OMEGA offre un'ampia gamma di termometri a infrarossi in varie forme e dimensioni. Molti dei pirometri a infrarossi portatili OMEGA sono dotati del sistema di puntamento Circle Dot/Circle Laser brevettato da OMEGA, che delinea chiaramente il Campo visivo del termometro.
Termometri a infrarossi tascabili
I termometri a infrarossi tascabili sono estremamente compatti. Di solito sono abbastanza piccoli da poter essere trasportati nel taschino della camicia.
Termocoppie a infrarossi
Una termocoppia a infrarossi è un piccolo sensore a infrarossi a basso costo. Sono uniche in quanto sono autoalimentate e producono un'uscita che imita un sensore a termocoppia.
Termometri a infrarossi a montaggio fisso
I termometri a infrarossi a montaggio fisso sono comunemente utilizzati nei processi industriali in cui il termometro può essere montato in posizione fissa. Leggi l'articolo sul trasmettitore a infrarossi in fibra ottica ad alta velocità per informazioni sulla serie OS4000.
Termometro a doppio rapporto cromatico
Dato che l'emissività gioca un ruolo fondamentale nell'ottenere dati accurati sulla temperatura dai termometri a infrarossi, non sorprende che siano stati fatti tentativi per progettare sensori in grado di misurare indipendentemente da questa variabile. Il più noto e comunemente applicato di questi progetti è il termometro a doppio rapporto cromatico. Questa tecnica non è dissimile dai termometri a infrarossi descritti finora, ma misura il rapporto tra l'energia infrarossa emessa dal materiale a due lunghezze d'onda, piuttosto che l'energia assoluta a una lunghezza d'onda o banda d'onda. L'uso della parola "colore" in questo contesto è in qualche modo obsoleto, ma non è stato comunque sostituito. Ha origine nella vecchia pratica di mettere in relazione il colore visibile con la temperatura, da cui il termine "temperatura di colore".
Domande frequenti
Che cos'è l'emissività e in che modo è correlata alle misurazioni della temperatura a infrarossi?
L'emissività è definita come il rapporto tra l'energia irradiata da un oggetto a una data temperatura e l'energia emessa da un radiatore perfetto, o corpo nero, alla stessa temperatura. L'emissività di un corpo nero è 1,0. Tutti i valori di emissività sono compresi tra 0,0 e 1,0. La maggior parte dei termometri a infrarossi è in grado di compensare i diversi valori di emissività dei diversi materiali. In generale, maggiore è l'emissività di un oggetto, più facile è ottenere una misurazione accurata della temperatura utilizzando gli infrarossi. Gli oggetti con emissività molto bassa (inferiore a 0,2) possono rappresentare applicazioni difficili. Alcune superfici metalliche lucide e riflettenti, come l'alluminio, sono così riflettenti nell'infrarosso che non sempre è possibile ottenere misurazioni accurate della temperatura. In questa
In this tabella sono riportate le emissività di diversi materiali.
Cinque modi per determinare l'emissività
Esistono cinque modi per determinare l'emissività del materiale, al fine di garantire misurazioni accurate della temperatura:
1. Riscaldare un campione del materiale a una temperatura nota, utilizzando un sensore preciso, e misurare la temperatura utilizzando lo strumento IR. Quindi regolare il valore di emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta.
2. Per temperature relativamente basse (fino a 500 °F), è possibile misurare un pezzo di nastro adesivo, con un'emissività di 0,95. Quindi regolare il valore di emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta del materiale. Per misurazioni ad alta temperatura, è possibile praticare un foro (la cui profondità è almeno 6 volte il diametro) nell'oggetto.
3. Questo foro funge da corpo nero con emissività pari a 1,0. Misurare la temperatura nel foro, quindi regolare l'emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta del materiale.
4. Se il materiale, o una parte di esso, può essere rivestito, una vernice nera opaca avrà un'emissività di circa 1,0. Misurare la temperatura della vernice, quindi regolare l'emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta.
5. Sono disponibili valori di emissività standardizzati per la maggior parte dei materiali (vedere pagine 114-115). Questi possono essere inseriti nello strumento per stimare il valore di emissività del materiale.
Come posso montare il pirometro a infrarossi?
Il pirometro può essere di due tipi: a montaggio fisso o portatile. Le unità a montaggio fisso sono generalmente installate in un unico luogo per monitorare continuamente un determinato processo. Di solito funzionano con alimentazione di rete e sono puntate su un unico punto. L'output di questo tipo di strumento può essere un display locale o remoto, insieme a un'uscita analogica che può essere utilizzata per un altro display o circuito di controllo. Sono disponibili anche "pistole" a infrarossi portatili alimentate a batteria; queste unità hanno tutte le caratteristiche dei dispositivi fissi, solitamente senza l'uscita analogica per scopi di controllo. Generalmente queste unità sono utilizzate nella manutenzione, nella diagnostica, nel controllo qualità e nelle misurazioni puntuali di processi critici.
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