적외선 온도 측정 기술은 제품 품질 관리 및 모니터링, 장비 온라인 결함 진단, 안전 보호 및 에너지 절약에 중요한 역할을 합니다. 지난 20년 동안 비접촉식 적외선 온도계는 기술이 빠르게 발전하고 성능이 지속적으로 향상되었으며 적용 범위가 지속적으로 확장되었으며 시장 점유율이 해마다 증가했습니다. 접촉 온도 측정 방법과 비교할 때 적외선 온도 측정은 빠른 응답 시간, 비접촉식, 안전한 사용 및 긴 서비스 수명이라는 장점이 있습니다.
Baytek (Lei Tai) 회사의 비접촉 적외선 방사 온도 측정 제품에는 휴대용, 온라인 및 스캐닝 3 시리즈가 포함되며 다양한 옵션 액세서리 및 해당 컴퓨터 소프트웨어가 있으며 각 시리즈에는 다양한 모델과 사양이 있습니다. 사양이 다른 다양한 유형의 온도계 중에서 올바른 적외선 온도계 모델을 선택하는 것은 사용자에게 매우 중요합니다. 다음은 구매자 참조를 위해 온도계 모델을 올바르게 선택하는 방법에 대한 생각 단계입니다.
적외선 온도계 작동 원리
그룹 적외선 온도계의 작동 원리, 기술 지표, 환경 작업 조건, 작동 및 유지 보수를 이해하면 사용자가 적외선 온도계를 올바르게 선택하고 사용할 수 있습니다.
온도가 ** 0보다 높은 모든 물체는 지속적으로 주변 공간으로 적외선 복사 에너지를 방출합니다. 물체의 적외선 방사 특성(복사 에너지의 크기 및 파장별 분포)은 표면 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 물체 자체에서 방사되는 적외선 에너지를 측정함으로써 표면 온도를 정확하게 결정할 수 있으며 이는 적외선 방사 온도 측정의 객관적인 근거입니다.
흑체 복사법:
흑체는 복사 에너지의 모든 파장을 흡수하고 에너지의 반사나 전달이 없으며 표면의 방사율이 1인 이상적인 방사체입니다. 자연계에 실제 흑체는 없다는 점을 지적해야 하지만 적외 복사 분포 법칙을 해명하고 얻기 위해서는 이론적 연구에서 적합한 모델을 선택해야 하는데, 이것이 제안된 체강 복사의 양자화 발진기 모델이다. 플랑크의 흑체복사법칙, 즉 파장으로 표현되는 흑체의 분광복사율로 이어지는 플랑크에 의한 법칙은 모든 적외선 복사이론의 출발점이므로 흑체복사법칙이라 한다.
방사 온도계에 대한 물체 방사율의 영향:
자연에 존재하는 실제 물체는 흑체가 거의 없습니다. 모든 실제 물체의 복사량은 복사의 파장과 물체의 온도뿐만 아니라 물체를 구성하는 재료의 종류, 준비 방법, 열처리, 표면 상태 및 환경 조건에 따라 달라집니다. . 따라서 흑체 복사의 법칙이 모든 실제 물체에 적용되기 위해서는 물질의 특성과 표면 상태와 관련된 비례 인자, 즉 방사율이 도입되어야 합니다. 이 계수는 실제 물체의 열 복사가 흑체의 열 복사에 얼마나 가까운지를 나타내며 0과 1 미만의 값을 가집니다. 복사의 법칙에 따라 물질의 방사율을 알고 있는 한 , 모든 물체의 적외선 방사 특성을 알 수 있습니다.
방사율에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.
재료의 종류, 표면거칠기, 물리화학적 구조 및 재료두께 등
적외선 방사 온도계를 사용하여 대상의 온도를 측정할 때 대상의 파장 범위에서 대상의 적외선 방사를 먼저 측정한 다음 측정 대상의 온도를 온도계로 계산해야 합니다. 단색 온도계는 밴드의 방사선 양에 비례하고, 2색 온도계는 두 밴드의 방사선 비율에 비례합니다.
적외선 시스템:
적외선 온도계는 광학 시스템, 광 검출기, 신호 증폭기, 신호 처리, 디스플레이 출력 및 기타 부품으로 구성됩니다. 광학 시스템은 대상의 적외선 방사 에너지를 시야에 집중시키고 시야의 크기는 온도계의 광학 부품과 그 위치에 의해 결정됩니다. 적외선 에너지는 광검출기에 집중되어 해당 전기 신호로 변환됩니다. 신호는 증폭기 및 신호 처리 회로에 의해 보정된 후 측정된 대상의 온도 값으로 변환되고 기기의 내부 치료 알고리즘 및 대상 방사율에 따라 보정됩니다.
적외선 온도계의 선택은 세 가지 측면으로 나눌 수 있습니다.
온도 범위, 스폿 크기, 작동 파장, 측정 정확도, 응답 시간 등과 같은 성능 지표 주변 온도, 창, 디스플레이 및 출력, 보호 액세서리 등과 같은 환경 및 작업 조건; 사용 용이성, 유지 보수 및 교정 성능 및 가격 등과 같은 다른 옵션도 온도계 선택에 특정 영향을 미칩니다. 기술과 지속적인 개발을 통해 적외선 온도계의 최고의 디자인과 새로운 발전은 사용자에게 다양한 기능 및 다목적 기기를 제공하여 선택의 폭을 넓혀줍니다.
온도 범위 결정:
온도 측정 범위는 온도계의 가장 중요한 성능 지표입니다. 예를 들어, Raytek 제품은 -50도 - + 3000도 범위를 커버하지만 이는 한 가지 유형의 적외선 온도계로는 수행할 수 없습니다. 온도계의 각 모델에는 고유한 특정 온도 범위가 있습니다. 따라서 사용자의 측정된 온도 범위는 정확하고 포괄적이며 너무 좁지도 넓지도 않아야 합니다. 흑체 복사의 법칙에 따르면 스펙트럼의 단파장에서 온도로 인한 복사 에너지의 변화는 방사율 오류로 인한 복사 에너지의 변화를 초과합니다.
대상 크기 결정:
원리에 따라 적외선 온도계는 단색 온도계와 이중 색상 온도계(복사 비색 온도계)로 나눌 수 있습니다. 단색 온도계의 경우 측정 대상 영역은 온도 측정 중에 온도계의 시야를 채워야 합니다. 측정 대상의 크기는 시야의 50%를 초과하는 것이 좋습니다. 대상의 크기가 시야보다 작으면 배경 방사 에너지가 온도계의 시청각 분기로 들어가 온도 측정 판독을 방해하여 오류가 발생합니다. 반대로 대상이 온도계의 시야보다 큰 경우 온도계는 측정 영역 외부의 배경에 영향을 받지 않습니다.
Raytek 2색 온도계의 경우 온도는 두 개의 독립적인 파장 대역에서 복사 에너지의 비율로 결정됩니다. 따라서 측정 대상이 작고 사이트가 가득 차 있지 않고 측정 경로에 연기, 먼지 및 장애물이 있으면 방사 에너지가 감쇠되어 측정 결과에 영향을 미치지 않습니다. 에너지가 95% 감쇠되더라도 필요한 온도 측정 정확도는 여전히 보장될 수 있습니다. 움직이거나 진동하는 작은 대상의 경우 때때로 시야 내에서 움직이거나 부분적으로 시야 밖으로 이동할 수 있으므로 이러한 조건에서 2색 온도계를 사용하는 것이 최선의 선택입니다. 온도계와 대상 사이를 직접 조준하는 것이 불가능하거나 측정 채널이 구부러지거나 좁거나 막힌 경우 2색 광섬유 온도계가 최선의 선택입니다. 이는 직경이 작고 곡선형, 차단형 및 접힌 채널을 통해 광학 방사 에너지를 전송하는 유연성으로 인해 접근하기 어렵거나 열악한 조건 또는 전자기장에 가까운 대상을 측정할 수 있습니다.
광학 해상도 결정(거리 및 감도)
광학 분해능은 온도계와 대상 사이의 거리 D와 측정 지점의 직경 S의 비율인 D 대 S의 비율로 결정됩니다. 작은 대상을 측정할 경우 광학 해상도가 높은 온도계를 선택해야 합니다. 광학 해상도가 높을수록 D:S 비율이 높을수록 온도계 비용이 높아집니다.
파장 범위 결정:
대상 물질의 방사율과 표면 특성은 온도계의 스펙트럼 응답 또는 파장을 결정합니다. 고반사율 합금 재료의 경우 방사율이 낮거나 다양합니다. 고온 영역에서 금속 재료 측정에 가장 적합한 파장은 근적외선이며 0.18-1.0μm의 파장을 선택할 수 있습니다. 다른 온도 영역은 1.6μm, 2.2μm 및 3.9μm 파장을 선택할 수 있습니다. 일부 재료는 특정 파장에서 투명하기 때문에 적외선 에너지가 이러한 재료를 투과하므로 이 재료에 대해 특수 파장을 선택해야 합니다. 예를 들어, 10 μm, 2.2 μm 및 3.9 μm의 파장(테스트할 유리는 매우 두꺼워야 합니다. 그렇지 않으면 통과합니다)은 유리의 내부 온도를 측정하기 위해 선택됩니다. 5.0μm의 파장은 유리의 내부 온도를 측정하기 위해 선택됩니다. 8-14μm의 파장은 낮은 측정 영역에 적합합니다. 폴리에틸렌 플라스틱 필름을 측정하기 위해 3.43μm의 파장을 선택하고 폴리에스터를 위해 4.3μm 또는 7.9μm의 파장을 선택합니다. 두께가 0.4mm를 초과하면 8-14μm의 파장이 선택됩니다. 예를 들어 협대역 4.24-4.3μm 파장은 화염에서 C02를 측정하는 데 사용되고 협대역 4.64μm 파장은 화염에서 C0를 측정하는 데 사용되며 4.47μm 파장은 화염에서 N02를 측정합니다.
응답 시간 결정:
응답 시간은 측정된 온도 변화에 대한 적외선 온도계의 응답 속도를 나타내며 최대 판독 에너지의 95%에 도달하는 데 필요한 시간으로 정의됩니다. 이것은 광검출기, 신호 처리 회로 및 디스플레이 시스템의 시정수와 관련이 있습니다. bytek의 새로운 적외선 온도계의 응답 시간은 1ms에 도달할 수 있습니다. 이것은 접촉 온도 측정 방법보다 훨씬 빠릅니다. 대상의 이동 속도가 매우 빠르거나 빠르게 가열되는 대상을 측정할 때 응답이 빠른 적외선 온도계를 선택해야 합니다. 그렇지 않으면 충분한 신호 응답이 달성되지 않아 측정 정확도가 떨어집니다. 그러나 모든 응용 분야에 빠른 응답 적외선 온도계가 필요한 것은 아닙니다. 열 관성이 있는 고정 또는 대상 열 프로세스의 경우 온도계의 응답 시간을 완화할 수 있습니다. 따라서 적외선 온도계의 응답 시간 선택은 측정 대상의 상황에 맞게 조정되어야 합니다.
신호 처리 기능:
개별 공정(예: 부품 생산) 측정은 연속 공정과 다르며 적외선 온도계에 신호 처리 기능(예: 피크 홀드, 밸리 홀드, 평균값)이 있어야 합니다. 예를 들어, 컨베이어 벨트 위의 유리를 측정할 때 피크 홀드를 사용해야 하며 온도의 출력 신호가 컨트롤러로 전송됩니다.
고려해야 할 환경 조건:
온도계의 환경 조건은 측정 결과에 큰 영향을 미치므로 이를 고려하고 적절하게 해결해야 합니다. 그렇지 않으면 온도 측정 정확도에 영향을 미치고 온도계에 손상을 줄 수도 있습니다. 주변 온도가 너무 높고 먼지, 연기 및 증기가 있는 경우 제조업체에서 제공하는 보호 재킷, 수냉식, 공기 냉각 시스템 및 공기 청정기와 같은 액세서리를 사용할 수 있습니다. 이러한 액세서리는 환경 영향을 효과적으로 해결하고 정확한 온도 측정을 위해 온도계를 보호할 수 있습니다. 부속품을 식별할 때 설치 비용을 줄이기 위해 가능한 한 표준화된 서비스가 필요합니다. 연기, 먼지 또는 기타 입자가 측정된 에너지 신호를 저하시키는 경우 2색 온도계가 최선의 선택입니다. 소음, 전자기장, 진동 또는 접근하기 어려운 환경 조건 또는 기타 열악한 조건에서는 광섬유 이중 색상 온도계가 최선의 선택입니다.
밀봉 또는 위험 물질 응용 분야(컨테이너 또는 진공 상자 등)에서 온도계는 창을 통해 관찰합니다. 재료는 충분한 강도를 가지고 있어야 하며 사용된 온도계의 작동 파장 범위를 통과해야 합니다. 또한 작업자도 창을 통해 관찰해야 하는지 여부를 결정해야 하므로 상호 영향을 피하기 위해 적절한 설치 위치와 창 재료를 선택하십시오. 저온 측정 응용 분야에서 Ge 또는 Si 재료는 일반적으로 가시광선에 불투명한 창으로 사용되며 인간의 눈은 창을 통해 대상을 관찰할 수 없습니다. 작업자가 창 대상을 통과해야 하는 경우 적외선과 가시광선을 모두 투과시키는 광학 재료를 사용해야 합니다. 예를 들어, ZnSe 또는 BaF2와 같이 적외선과 가시광선을 모두 투과시키는 광학 재료가 창 재료로 사용되어야 합니다.
작동이 간단하고 사용하기 쉽습니다.
적외선 온도계는 직관적이고 작동이 간편하며 작업자가 사용하기 쉬워야 합니다. 그 중 휴대용 적외선 온도계는 온도 측정과 디스플레이 출력을 일체화한 소형 경량 휴대용 온도 측정기이다. 디스플레이 패널은 온도를 표시하고 다양한 온도 정보를 출력할 수 있으며 일부는 원격 제어 또는 컴퓨터 소프트웨어 프로그램으로 작동할 수 있습니다.
가혹하고 복잡한 환경 조건의 경우 별도의 온도 측정 헤드와 디스플레이가 있는 시스템을 선택하여 설치 및 구성이 용이합니다. 현재 제어 장비와 일치하는 신호 출력 형태를 선택할 수 있습니다.
적외선 방사 온도계의 교정:
적외선 온도계는 측정 대상의 온도를 올바르게 표시하도록 보정해야 합니다. 사용한 온도계가 사용 중 허용 오차를 벗어나면 재교정을 위해 제조업체 또는 수리 센터로 반환해야 합니다.
