Infrarødt termometer - Infrared thermometer

Et infrarødt termometer.

En sømand, der kontrollerer temperaturen på et ventilationssystem

Et infrarødt termometer er et termometer, der udleder temperatur fra en del af den termiske stråling, der undertiden kaldes sortlegemestråling udsendt af objektet, der måles. De kaldes undertiden lasertermometre, da en laser bruges til at målrette termometeret eller berøringsfrie termometre eller temperaturpistoler til at beskrive enhedens evne til at måle temperatur på afstand. Ved at kende mængden af infrarød energi, der udsendes af objektet og dets emissivitet , kan objektets temperatur ofte bestemmes inden for et bestemt område af dets faktiske temperatur. Infrarøde termometre er en delmængde af enheder kendt som "termiske strålingstermometre".

Nogle gange, især nær omgivende temperaturer, kan aflæsninger være genstand for fejl på grund af refleksion af stråling fra et varmere legeme - selv den person, der holder instrumentet - frem for at blive udstrålet af objektet, der måles, og af en forkert antaget emission.

Designet består hovedsageligt af en linse til at fokusere den infrarøde termiske stråling på til en detektor , som konverterer strålingseffekten til et elektrisk signal, der kan vises i temperaturenheder efter at være blevet kompenseret for omgivelsestemperatur. Dette tillader temperaturmåling fra en afstand uden kontakt med objektet, der skal måles. Et berøringsfrit infrarødt termometer er nyttigt til måling af temperatur under omstændigheder, hvor termoelementer eller andre sensortypesensorer ikke kan bruges eller ikke producerer nøjagtige data af forskellige årsager.

Eksempler på brug

Nogle typiske omstændigheder er, hvor objektet, der skal måles, bevæger sig; hvor objektet er omgivet af et elektromagnetisk felt , som ved induktionsopvarmning ; hvor objektet er indeholdt i et vakuum eller en anden kontrolleret atmosfære; eller i applikationer, hvor der kræves et hurtigt svar, den nøjagtige overfladetemperatur ønskes, eller objekttemperaturen er over det anbefalede brugspunkt for kontaktsensorer, eller kontakt med en sensor ville ødelægge objektet eller sensoren eller indføre en betydelig temperaturgradient på objektets overflade.

Infrarøde termometre kan bruges til at betjene en lang række temperaturovervågningsfunktioner. Et par eksempler omfatter registrering af skyer til fjernbetjening af teleskoper, kontrol af mekanisk eller elektrisk udstyr for temperatur og hot spots, måling af temperaturen på patienter på et hospital uden at røre ved dem, kontrol af varme- eller ovntemperatur, for kalibrering og kontrol, kontrol for hot spots i brandslukning, overvågning af materialer i processer, der involverer opvarmning eller køling, og måling af vulkanernes temperatur. I tider med epidemier af sygdomme, der forårsager feber, såsom SARS coronavirus og Ebola -virussygdom , er infrarøde termometre blevet brugt til at kontrollere ankommende rejsende for feber uden at forårsage skadelige transmissioner blandt de testede.

I 2020, da COVID-19-pandemien ramte verden, blev infrarøde termometre brugt til at måle folks temperatur og nægte dem adgang til potentielle transmissionssteder, hvis de viste tegn på feber. Folkesundhedsmyndigheder som FDA i USA offentliggjorde regler for at sikre nøjagtighed og konsistens mellem de infrarøde termometre.

Der findes mange varianter af infrarøde temperaturfølere, både til bærbar og håndholdt brug og som faste installationer.

Nøjagtighed

Infrarøde termometre er kendetegnet ved specifikationer, herunder nøjagtighed og vinkeldækning. Enklere instrumenter kan have en målefejl på ca. ± 2 ° C eller ± 4 ° F.

Afstanden til stedet-forholdet (D: S) er forholdet mellem afstanden til måleoverfladen og diameteren af temperaturmåleområdet. For eksempel, hvis D: S-forholdet er 12: 1, er måleområdets diameter en tolvtedel af afstanden til objektet. Et termometer med et højere forhold mellem D og S er i stand til at fornemme en mere specifik, smallere overflade på en større afstand end en med et lavere forhold. En 12: 1-klassificeret enhed kan fornemme en 1-tommer cirkel i en fods afstand, hvorimod en 10: 1-forholdsenhed opnår den samme 1-tommer cirkel ved 10 tommer og en bredere, mindre specifik cirkel på 1,2 tommer ved en afstand på 12 tommer.

Det ideelle målområde skal være mindst dobbelt så stort som stedet på denne afstand, med mindre områder i forhold til afstanden, hvilket resulterer i mindre præcis måling. Et infrarødt termometer bør ikke placeres for tæt på sit mål, da denne nærhed kan få varme til at bygge op i termometerets hus og beskadige sensoren. Målefejl falder generelt kun med for meget afstand på grund af virkningerne af reflektivitet og inklusion af andre varmekilder inden for sensorens synsfelt.

I henhold til Stefan – Boltzmann-loven er strålingseffekten proportional med temperaturens fjerde effekt, så når måleoverfladen har både varme og kolde områder, kan den angivne temperatur være højere end den faktiske gennemsnitstemperatur og tættere på middelværdien for fjerde effekt gennemsnit.

De fleste overflader har høj emissionsevne (over 0,9 for de fleste biologiske overflader), og de fleste IR -termometre er afhængige af denne forenklede antagelse; reflekterende overflader har imidlertid lavere emissionsevne end ikke-reflekterende overflader. Nogle sensorer har en justerbar emissivitetsindstilling, som kan indstilles til at måle temperaturen på reflekterende og ikke-reflekterende overflader. Et ikke-justerbart termometer kan bruges til at måle temperaturen på en reflekterende overflade ved at påføre en ikke-reflekterende maling eller tape med et vist tab af nøjagtighed.

En sensor med en justerbar emissivitetsindstilling kan også bruges til at kalibrere sensoren for en given overflade eller til at måle emissiviteten af en overflade. Når temperaturen på en overflade er nøjagtigt kendt (f.eks. Ved måling med et kontakttermometer), kan sensorens emissivitetsindstilling justeres, indtil temperaturmåling ved hjælp af IR -metoden matcher den målte temperatur ved kontaktmetoden; emissivitetsindstillingen angiver overfladens emissivitet, hvilket kan tages i betragtning ved senere målinger af lignende overflader (kun).

Infrarødt pyrometer

Det mest almindelige infrarøde termometer er stedet infrarødt pyrometer eller infrarødt pyrometer , som måler temperaturen på et sted på en overflade (faktisk et relativt lille område bestemt af D: S -forholdet). Disse projekterer normalt en synlig rød prik på midten af det område, der måles, der identificerer stedet, der måles, men spiller ingen rolle i målingen. Det faktiske vinkelområde, der måles, varierer mellem instrumenter og er ikke begrænset til det synlige sted.

Relateret udstyr, selvom det ikke er strengt termometre, omfatter infrarøde scanningssystemer og infrarøde termiske billedkameraer. Infrarøde scanningssystemer scanner et større område, typisk ved at bruge det, der i det væsentlige er et punkttermometer, der er rettet mod et roterende spejl. Disse indretninger bruges i vid udstrækning til fremstilling, der involverer transportører eller "ban" -processer, såsom store glasplader eller metal, der forlader en ovn, stof og papir eller kontinuerlige bunker af materiale langs et transportbånd. Infrarøde termiske billedkameraer eller infrarøde kameraer er i det væsentlige infrarøde strålingstermometre, der måler temperaturen på mange punkter over et relativt stort område for at generere et todimensionalt billede, kaldet et termogram , hvor hver pixel repræsenterer en temperatur. Denne teknologi er mere processor- og softwareintensiv end spot- eller scanningstermometre og bruges til overvågning af store områder. Typiske applikationer omfatter perimeterovervågning, der bruges af militær- eller sikkerhedspersonale, inspektion/proceskvalitetsovervågning af fremstillingsprocesser og udstyr eller overvågning af varm eller kold pletovervågning til sikkerheds- og effektivitetsvedligeholdelsesformål.

En fotografisk kamera under anvendelse af infrarød film og egnet linse, etc., også kaldet en "infrarødt kamera". Dette fanger kun det nær-infrarøde og er ikke følsomt over for den termiske stråling fra genstande ved stuetemperatur.