적외선 온도계의 측정 원리 표준 및 응용 예
작거나 접근하기 어려운 물체부터 부식성 화학 물질 및 민감한 표면 재료에 이르기까지 비접촉 온도 측정에 적외선 온도계를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 이 기사에서는 이러한 장점에 대해 논의하고 적외선 온도계의 올바른 선택을 결정하는 적용 범위에 대해 설명합니다. 원자와 분자의 운동으로 인해 모든 물체는 전자기파를 방출하며, 비접촉 온도 측정에 가장 중요한 파장 또는 스펙트럼 범위는 0.2 ~ 2.0 μM입니다. 이 범위 내의 자연 광선을 열 복사 또는 적외선 복사라고 합니다.
피측정물의 적외선 방사에 의한 온도 측정을 위한 시험기는 독일 공업규격 DIN16160에 따라 방사온도계, 방사온도계, 적외선온도계라 불린다. 이 이름은 측정 대상에서 방출되는 가시광선을 사용하여 온도를 측정하는 기기뿐만 아니라 상대 스펙트럼 방사선 밀도에서 온도를 파생하는 기기에도 적용됩니다.
적외선 온도계를 이용한 온도 측정의 장점
비접촉식 온도 측정에는 측정 대상으로부터 적외선을 수신하여 많은 장점이 있습니다. 이러한 방식으로 열 전달 성능이 좋지 않거나 열용량이 매우 작은 물질과 같이 접근하거나 이동하기 어려운 물체에 대해 문제 없이 온도 측정을 수행할 수 있습니다. 적외선 온도계의 짧은 응답 시간은 회로의 효과적인 조정을 신속하게 달성할 수 있습니다. 온도계에는 마모될 수 있는 부품이 없으므로 온도계를 사용하는 것처럼 지속적인 비용이 들지 않습니다. 특히 접촉 측정을 사용하는 등 매우 작은 측정 대상의 경우 대상의 열전도율로 인해 심각한 측정 오류가 발생합니다. 부식성 화학 물질이나 페인트, 종이, 플라스틱 트랙과 같은 민감한 표면뿐만 아니라 여기에서도 온도계를 사용할 수 있다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 원격 제어 측정을 통해 위험 지역에서 멀리 떨어져 작업자가 위험하지 않도록 할 수 있습니다.
적외선 온도계의 원리와 구성
측정 대상으로부터 수신된 적외선을 렌즈와 필터를 통해 검출기에 집중시킵니다. 검출기는 측정 대상의 방사선 밀도를 통합하여 온도에 비례하는 전류 또는 전압 신호를 생성합니다. 연결된 전기 부품에서 온도 신호가 선형화되고 방사율 영역이 보정되어 표준 출력 신호로 변환됩니다.
원칙적으로 온도 감지기에는 휴대용 온도 감지기와 고정 온도 감지기의 두 가지 유형이 있습니다. 따라서 다양한 측정 지점에 적합한 적외선 온도 감지기를 선택할 때 다음과 같은 특징이 주요 특징이 됩니다.
1. 콜리메이터
콜리메이터에는 이 기능이 있으며 온도계가 참조하는 측정 블록이나 지점을 볼 수 있습니다. 측정 대상의 넓은 영역에는 콜리메이터가 없는 경우가 많습니다. 작은 물체나 먼 거리를 측정할 때는 대시보드 눈금이나 레이저 포인팅 포인트가 있는 투명한 거울 형태의 조준경을 사용하는 것이 좋습니다.
2. 렌즈
렌즈는 온도계의 측정 지점을 결정합니다. 큰 물체의 경우 일반적으로 초점 거리가 고정된 온도계이면 충분합니다. 그러나 측정 거리가 초점에서 멀면 측정 지점 가장자리의 이미지가 불분명해집니다. 이러한 이유로 줌 렌즈를 사용하는 것이 좋습니다. 주어진 줌 범위 내에서 온도계는 측정 거리를 조정할 수 있습니다. 새로운 온도계에는 줌 기능이 있는 교체 가능한 렌즈가 있으며, 근거리 및 원거리 렌즈는 교정 및 재검사 없이 교체할 수 있습니다.
3. 센서, 즉 스펙트럼 수신기
분광 감도를 선택할 때 수소와 이산화탄소의 흡수 스펙트럼 대역도 고려해야 합니다. "대기 창"으로 알려진 특정 파장 범위 내에서 H2와 CO2는 적외선을 거의 투과합니다. 따라서 대기 농도 변화의 영향을 배제하려면 빛 변화에 대한 온도계의 민감도가 이 범위 내에 있어야 합니다. 얇은 필름이나 유리를 측정할 때에는 특정 파장 범위 내에서 쉽게 투과되지 않는 물질도 고려해야 합니다. 배경 조명으로 인한 측정 오류를 방지하기 위해 표면 온도만 수신하는 적절한 센서가 사용됩니다. 금속은 이러한 물리적 특성을 가지고 있으며, 파장이 감소할수록 방사율은 증가합니다. 경험에 따르면 금속 온도 측정은 일반적으로 더 짧은 측정 파장을 선택합니다.
