Princíp a použitie infračerveného teplomera
Infračervený teplomer premieňa žiarivú energiu infračerveného lúča vyžarovaného objektom na elektrický signál. Veľkosť energie infračerveného žiarenia zodpovedá teplote samotného objektu. Podľa veľkosti prevedeného elektrického signálu možno určiť teplotu objektu.
1. Princíp infračerveného teplomera
Infračervený teplomer sa skladá z optického systému, fotoelektrického detektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu na displej a ďalších častí. Optický systém zhromažďuje cieľovú energiu infračerveného žiarenia vo svojom zornom poli a veľkosť zorného poľa je určená optickými časťami teplomera a jeho polohou. Infračervená energia je zameraná na fotodetektor a premenená na zodpovedajúci elektrický signál. Signál prechádza cez zosilňovač a obvod spracovania signálu a po korekcii podľa algoritmu vnútorného spracovania prístroja a emisivity cieľa sa prevedie na hodnotu teploty meraného cieľa.
V prírode všetky objekty s teplotou vyššou ako nula neustále vyžarujú energiu infračerveného žiarenia do okolitého priestoru. Veľkosť energie infračerveného žiarenia objektu a jeho rozloženie podľa vlnovej dĺžky – má veľmi úzky vzťah s jeho povrchovou teplotou. Preto meraním infračervenej energie vyžarovanej samotným objektom možno presne určiť jeho povrchovú teplotu, ktorá je objektívnym základom pre meranie teploty infračerveného žiarenia.
Princíp infračerveného teplomera Blackbody je idealizovaný žiarič, ktorý pohlcuje všetky vlnové dĺžky energie žiarenia, nemá odraz a neprenáša energiu a na svojom povrchu má emisivitu 1. Praktické predmety v prírode však takmer nie sú čierne telesá. Na objasnenie a získanie distribúcie infračerveného žiarenia je potrebné v teoretickom výskume vybrať vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model žiarenia telesnej dutiny navrhnutý Planckom, teda odvodený zo zákona Planckovho žiarenia čierneho telesa, teda spektrálneho žiarenia čierneho telesa vyjadreného vlnovou dĺžkou, čo je východiskový bod všetkých teórií infračerveného žiarenia, takže je nazývaný zákon žiarenia čierneho telesa. Množstvo žiarenia všetkých skutočných objektov nezávisí len od vlnovej dĺžky žiarenia a teploty objektu, ale aj od typu materiálu, z ktorého sa objekt skladá, spôsobu prípravy, tepelného procesu, stavu povrchu a podmienok prostredia. Preto, aby bol zákon žiarenia čierneho telesa aplikovateľný na všetky praktické predmety, musí sa zaviesť proporcionálny koeficient súvisiaci s materiálovými vlastnosťami a stavmi povrchu, teda emisivita. Tento koeficient predstavuje, ako blízko je tepelné žiarenie skutočného objektu žiareniu čierneho telesa a jeho hodnota je medzi nulou a hodnotou menšou ako 1. Podľa zákona o žiarení, pokiaľ je emisivita materiálu známe, sú známe charakteristiky infračerveného žiarenia akéhokoľvek objektu. Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi emisivitu sú: typ materiálu, drsnosť povrchu, fyzikálna a chemická štruktúra a hrúbka materiálu.
Pri použití teplomera s infračerveným žiarením na meranie teploty cieľa je najprv potrebné zmerať infračervené žiarenie cieľa v jeho pásme a potom teplomer vypočíta teplotu meraného cieľa. Monochromatický pyrometer je úmerný množstvu žiarenia v rámci pásma; dvojfarebný pyrometer je úmerný pomeru množstva žiarenia v dvoch pásmach.
Po druhé, použitie infračerveného teplomera
Infračervený teplomer je bežne používaný prístroj na meranie teploty, ktorý sa skladá hlavne z optického systému, fotodetektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu displeja a ďalších častí a je široko používaný v mnohých priemyselných odvetviach. Dnes predstavujeme hlavne aplikačný rad infračervených teplomerov v nádeji, že pomôžeme používateľom lepšie aplikovať produkty.
Meranie elektrických zariadení
Bezkontaktné infračervené teplomery dokážu merať povrchovú teplotu objektu z bezpečnej vzdialenosti, čo z nich robí nepostrádateľný nástroj pri operáciách údržby elektrických zariadení.
Aplikácie v elektrických zariadeniach
V nasledujúcich aplikáciách dokáže účinne predchádzať poruchám zariadení a neplánovaným výpadkom prúdu.
Konektory – elektrické spoje môžu postupne uvoľňovať konektory v dôsledku opakovaného zahrievania (rozpínania) a ochladzovania (zmršťovania), čím vzniká teplo alebo povrchové nečistoty, karbónové usadeniny a korózia. Bezkontaktné teplomery dokážu rýchlo identifikovať zvýšenie teploty, ktoré naznačuje vážny problém.
Motor – Aby sa zachovala životnosť motora, skontrolujte, či vodiče napájacieho kábla a istič (alebo poistka) majú rovnakú teplotu.
Ložiská motora – Skontrolujte horúce miesta a pravidelne ich opravujte alebo vymieňajte skôr, ako problémy spôsobia poruchu zariadenia.
Izolácia cievky motora – Predĺžte životnosť izolácie cievky motora meraním jej teploty.
Merania medzi fázami – kontroluje, či vodiče a konektory v indukčných motoroch, sálových počítačoch a iných zariadeniach majú medzi fázami rovnakú teplotu.
Transformátor - Vinutia vzduchom chladených zariadení je možné merať priamo infračerveným teplomerom na kontrolu nadmerných teplôt, akékoľvek horúce miesta indikujú poškodenie vinutia transformátora.
Neprerušiteľný zdroj napájania - Identifikujte horúce miesta na spojovacích vodičoch na výstupnom filtri UPS. Chladný bod môže naznačovať prerušený obvod vo vedení DC filtra.
Záložná batéria – Skontrolujte nízkonapäťovú batériu, aby ste sa uistili, že je správne pripojená. Zlý kontakt s pólmi batérie sa môže zahriať natoľko, že spáli jadro batérie.
Predradník – Skontrolujte, či sa predradník neprehrieva skôr, ako začne fajčiť.
Pomôcky - Identifikujte horúce miesta pre konektory, drôtené spoje, transformátory a ďalšie zariadenia. Niektoré modely optických prístrojov majú rozsah 60:1 alebo dokonca väčší, čím sa takmer všetky meracie ciele dostanú do dosahu.
