 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Инфракрасный термометр является термометром , который выводит температуру от части теплового излучения иногда называют излучение черного тела , испускаемое объектом измерения. Их иногда называют лазерные термометры , как лазерный используются , чтобы помочь нацелить термометр, или бесконтактные термометры или температура пушку , чтобы описать способность устройства для измерения температуры с расстояния. Зная количество инфракрасной энергии, излучаемой объектом, и его коэффициент излучения, температуру объекта часто можно определить в определенном диапазоне от его фактической температуры. Инфракрасные термометры - это подмножество устройств, известных как «термометры теплового излучения».
Иногда, особенно вблизи температуры окружающей среды, показания могут быть ошибочными из-за отражения излучения от более горячего тела - даже от человека, держащего прибор [ необходима цитата ], а не из-за излучения измеряемого объекта, а также из-за неверно принятой излучательной способности .
Конструкция по существу состоит из линзы для фокусировки инфракрасного теплового излучения на детекторе , который преобразует мощность излучения в электрический сигнал, который может отображаться в единицах температуры после компенсации температуры окружающей среды. Это позволяет измерять температуру на расстоянии без контакта с измеряемым объектом. Бесконтактный инфракрасный термометр полезен для измерения температуры в обстоятельствах, когда термопары или другие датчики зондового типа не могут использоваться или не дают точных данных по ряду причин.
Примеры использования [ править ]
Некоторые типичные обстоятельства - это когда объект измерения движется; где объект окружен электромагнитным полем , как при индукционном нагреве ; где объект находится в вакууме или другой контролируемой атмосфере; или в приложениях, где требуется быстрый отклик, желательна точная температура поверхности или температура объекта выше рекомендованной точки использования для контактных датчиков, или контакт с датчиком может повредить объект или датчик или вызвать значительный температурный градиент на поверхность объекта.
Инфракрасные термометры могут использоваться для выполнения широкого спектра функций контроля температуры. Приведено несколько примеров: обнаружение облаков для дистанционного управления телескопом, проверка механического или электрического оборудования на предмет температуры и горячих точек, измерение температуры пациентов в больнице, не касаясь их, проверка температуры нагревателя или печи для калибровки и контроля, проверка горячих точек. в пожаротушении, мониторинг материалов в процессах, связанных с нагревом или охлаждением, и измерение температуры вулканов. Во время эпидемий заболеваний, вызывающих лихорадку, таких как коронавирус SARS и болезнь , вызванная вирусом Эбола , инфракрасные термометры использовались для проверки прибывающих путешественников на лихорадку, не вызывая вредных передач среди проверенных. [1][2]
В 2020 году, когда пандемия COVID-19 поразила мир, инфракрасные термометры использовались для измерения температуры людей и отказа в доступе к потенциальным местам передачи, если у них были признаки лихорадки. Органы общественного здравоохранения, такие как FDA в Соединенных Штатах, опубликовали правила, обеспечивающие точность и согласованность инфракрасных термометров. [3]
Существует множество разновидностей инфракрасных датчиков температуры, как для портативных и переносных, так и для стационарных установок.
Точность [ править ]
Инфракрасные термометры характеризуются такими характеристиками, как точность и угловой охват. Более простые инструменты могут иметь погрешность измерения около ± 2 ° C или ± 4 ° F. [ необходима цитата ]
Отношение расстояния к площади пятна (D: S) - это отношение расстояния до поверхности измерения и диаметра области измерения температуры. Например, если соотношение D: S составляет 12: 1, диаметр области измерения составляет одну двенадцатую расстояния до объекта. Термометр с более высоким отношением D к S способен определять более специфичную, более узкую поверхность на большем расстоянии, чем термометр с более низким отношением. Устройство с рейтингом 12: 1 может воспринимать круг диаметром 1 дюйм на расстоянии одного фута, тогда как устройство с соотношением 10: 1 обеспечивает такой же круг диаметром 1 дюйм на расстоянии 10 дюймов и более широкий, менее конкретный круг размером 1,2 дюйма на расстоянии 1 см. расстояние 12 дюймов. [ необходима цитата ]
Идеальная целевая область должна быть как минимум в два раза больше пятна на этом расстоянии [4] с меньшими площадями относительно расстояния, что приведет к менее точным измерениям. [ необходима цитата ] Инфракрасный термометр не следует размещать слишком близко к его цели, так как эта близость может вызвать нагревание корпуса термометра и повреждение датчика. Погрешность измерения обычно уменьшается только на слишком большом расстоянии из-за эффектов отражательной способности и включения других источников тепла в поле зрения датчика. [5] [6]
Согласно закону Стефана-Больцмана мощность излучения пропорциональна четвертой степени температуры, поэтому, когда поверхность измерения имеет как горячие, так и холодные области, указанная температура может быть выше, чем фактическая средняя температура, и приближаться к среднему значению в четвертой степени. средний. [7]
Большинство поверхностей имеют высокий коэффициент излучения (более 0,9 для большинства биологических поверхностей) [ необходима цитата ] , и большинство инфракрасных термометров полагаются на это упрощающее предположение; однако отражающие поверхности имеют более низкий коэффициент излучения, чем неотражающие поверхности. [ необходима цитата ] Некоторые датчики имеют регулируемую настройку коэффициента излучения, которая может быть настроена для измерения температуры отражающих и неотражающих поверхностей. Нерегулируемый термометр может использоваться для измерения температуры отражающей поверхности путем нанесения неотражающей краски или ленты с некоторой потерей точности. [ необходима цитата ]
Датчик с регулируемой настройкой коэффициента излучения также можно использовать для калибровки датчика для данной поверхности или для измерения коэффициента излучения поверхности. Когда температура поверхности точно известна (например, путем измерения с помощью контактного термометра), тогда настройку коэффициента излучения датчика можно регулировать до тех пор, пока измерение температуры ИК-методом не совпадет с измеренной температурой контактным методом; настройка коэффициента излучения будет указывать коэффициент излучения поверхности, который может быть учтен для последующих измерений аналогичных поверхностей (только).
Инфракрасный пирометр [ править ]
Самый распространенный инфракрасный термометр - это точечный инфракрасный пирометр или инфракрасный пирометр , который измеряет температуру в точке на поверхности (на самом деле, на относительно небольшой площади, определяемой соотношением D: S). Они обычно проецируют видимую красную точку в центр измеряемой области, которая идентифицирует измеряемую точку, но не играет никакой роли в измерении. Фактическая измеряемая угловая область варьируется в зависимости от инструмента и не ограничивается видимым пятном.
Сопутствующее оборудование, хотя и не только термометры, включает системы инфракрасного сканирования и инфракрасные тепловизионные камеры. Системы инфракрасного сканирования сканируют большую площадь, как правило, с помощью точечного термометра, направленного на вращающееся зеркало. Эти устройства широко используются в производстве, включающем конвейеры или процессы «полотна», такие как большие листы стекла или металла, выходящие из печи, ткани и бумаги, или непрерывные груды материала вдоль конвейерной ленты. Инфракрасные тепловизионные камеры или инфракрасные камеры - это, по сути, термометры инфракрасного излучения, которые измеряют температуру во многих точках на относительно большой площади для создания двухмерного изображения, называемого термограммой., где каждый пиксель представляет температуру. Эта технология требует больше ресурсов процессора и программного обеспечения, чем точечные или сканирующие термометры, и используется для мониторинга больших площадей. Типичные приложения включают мониторинг периметра, используемый военными или охранным персоналом, инспекцию / мониторинг качества производственных процессов, а также мониторинг горячих или холодных точек оборудования или замкнутых пространств для обеспечения безопасности и эффективности.
Фотографическая камера с помощью инфракрасной пленки и соответствующей линзу, и т.д., также называется «инфракрасной камерой». Он улавливает только ближнюю инфракрасную область и не чувствителен к тепловому излучению от объектов с комнатной температурой.
Галерея [ править ]
Ранняя модель ИК-термометра Thermofocus
Используемый медицинский ИК-термометр со световой индикацией измеряемой площади.
Использование инфракрасного термометра в промышленности
Тренировка с медицинским инфракрасным термометром
Пример медицинского ИК-термометра
Пример медицинского ИК-термометра
Пример медицинского ИК-термометра
См. Также [ править ]
- Подкомитет ASTM E20.02 по радиационной термометрии
- Болометр
- Пирометр
- Уравнение Сакума – Хаттори
- Термографическая камера
- Термография
Ссылки [ править ]
- ^ Тепловидение для обнаружения потенциальной инфекции SARS (также охватывает инфракрасные термометры без визуализации)
- ^ «А Руасси, ле„thermomètre лазер“влить détecter Эбола» . Освобождение . 2014-10-18 . Проверено 18 октября 2014 .
Спуск вниз по дороге, les passagers du vol Conakry-Paris ont été accueillis samedi avec des thermomètres, лазерный для детектирования событий cas de fèvre, mesure la plus зрелищный приз в качестве правительства за предотвращение событий, прибывших во Францию, от вируса Эбола.
- ^ Здоровье, Центр устройств и радиологии (2020-06-23). «Бесконтактные устройства для измерения температуры во время пандемии COVID-19» . FDA .
- ^ "Инфракрасные термометры объяснены" (PDF) . FireCraft Safety.com.
- ^ Исследования и разработки . Деловая информация компании Reed . 2004. с. 31.
- ↑ JR Barker (1 октября 1985 г.). Термологические методы . ВЧ. п. 192. ISBN. 978-3-527-15168-4.
- ^ Закон Стефана-Больцмана
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме термографии . |
- Как избежать распространенных ошибок, которые могут помешать программе инфракрасного контроля
