Infrapuna-termomeetrid (IR-püromeetrid) on kontaktivabad instrumendid kehade pinnatemperatuuri mõõtmiseks. Need põhinevad kõigi kehade poolt absoluutsest nullist kõrgemal temperatuuril loomulikult kiirgava termilise kiirguse tuvastamisel vastavalt Stefan-Boltzmanni ja Plancki seadusele. Infrapunakiirgust (lainepikkus 0,7–100 µm) püüab kinni andur (pürosensor, mikrobolomeeter, kvantsensor), fokuseerib optika, töötleb elektroonika ja kuvab temperatuurina ekraanil. Neid kasutatakse laialdaselt tööstuses, ennustavas hoolduses, ehituses, toiduainetetööstuses, ohutuses ja protsesside juhtimises tänu oma mõõtmiskiirusele, kontaktivabale olemusele ja võimele mõõta ligipääsmatuid punkte.
Kas soovite abi toote valimisel?
Füüsikaprintsiip
Iga keha temperatuuril T kiirgab soojuskiirgust, mille spekter on kirjeldatud Plancki seadusega, mille piik on lainepikkusel, mis on pöördvõrdeline T-ga (Wieni seadus: λ_max T = 2898 µm K). Koguintensiivsus on võrdeline T⁴-ga (Stefan-Boltzmanni seadus: W = ε σ T⁴, kus ε on materjali kiirgusvõime, σ on Stefan-Boltzmanni konstant). Püromeeter mõõdab kiirgusintensiivsust optika ja anduri poolt määratletud spektraalribas ning arvutab T, teades materjali ε väärtust. Kiirgusvõime varieerub olenevalt materjalist (mustad kehad ε≈1; läikivad metallid ε=0,1-0,3; orgaanilised materjalid ja plastid ε=0,9-0,95) ja täpsete mõõtmistulemuste saamiseks tuleb see instrumendis õigesti seadistada.
Tööriistade omadused
Kaasaskantavad püromeetrid katavad tavaliselt mõõtevahemiku -30 °C kuni +500 °C (üldotstarbelised mudelid) ja +2000 °C ja kõrgema (metallurgiamudelid). Tüüpiline täpsus on ±1 °C või ±1% näidust. Eraldusvõime on 0,1 °C. Töökaugust ja sihtmärgi suurust iseloomustab D:S suhe (kauguse ja mõõtepunkti suhe, tavaliselt 10:1 kuni 50:1 kvaliteetsete mudelite puhul). Laserpointer (nähtav punkti või ringina) hõlbustab mõõtepunkti sihtimist. Täiustatud funktsioonide hulka kuuluvad reguleeritav kiirgusvõime, max/min/vg, häirekünnised, andmelogija ja Bluetooth/USB-väljund. Kahe optikaga (teleskoop- ja standardsed) mudelid hõlmavad mitmesuguseid rakendusi.
Spektriribad
Püromeetreid eristatakse spektraalriba järgi: lühike lainepikkus (1–2 µm, kõrgete temperatuuride, metallide jaoks, kahevärvilises režiimis emissioonivõime suhtes ükskõikne); keskmine lainepikkus (3–5 µm, paljude tööstuslike rakenduste jaoks, suurepärane klaasi ja keraamiliste materjalide jaoks); pikk lainepikkus (8–14 µm, madalate ja keskmiste temperatuuride jaoks, suurepärane HVAC-i ja orgaaniliste materjalide jaoks). Riba valik sõltub tüüpilisest temperatuurist (eelistada tuleks riba, millel on materjali emissioonipiik) ja materjalist (mõned materjalid on mõnes IR-ribas läbipaistvad).
rakendused
Rakendused on väga mitmekesised: elektrihooldus (kuumkohtade kontrollimine kesk-/madalpinge jaotuskilpidel, mootoritel ja elektrialajaamadel); mehaaniline hooldus (laagrid, pidurid, võllid, ventilaatorid); hoonete ülevaatused (termilised lekked, külmasillad, isolatsiooni terviklikkus); HACCP-nõuetele vastav toiduainetööstus (toote temperatuuri jälgimine madalama täpsusega kui kontaktanduritel, kuid palju kiirem); paberitööstus (kuivatid); plastid (kilepuhumisliinid, termoformimine); metallurgia (ahjud, valtsimine, sepistamine, valamise kontroll); meditsiinilised rakendused (keha läbivaatus, meditsiinilised monitorid); tuleohutus.
Kiirguspiirid
IR-püromeetria peamine piirang on selle sõltuvus materjali kiirgusvõimest: läikivad metallpinnad (ε ≈ 0,1) annavad väga ebakindlaid mõõtmistulemusi, kui ε ei ole täpselt teada. Selle piirangu ületamiseks kasutatakse järgmist: kahevärvilised või suhtepüromeetrid (samaaegne mõõtmine kahes spektraalribas, suhe on ligikaudu sõltumatu kiirgusvõimest); mattmusta värvi või musta teibi (ε ≈ 0,95) pealekandmine teadaoleva kiirgusvõimega "laiguna" mõõtepunktis; kaudne mõõtmine süsteemi osadel, mille kiirgusvõime on teada (sisemised katted, terraariumid, vaatlusaugud); kalibreerimine võrdluskontakttermomeetriga.
Standardid ja kalibreerimine
IR-püromeetreid metroloogiliselt iseloomustatakse vastavalt standarditele VDI/VDE 3511 ja ASTM E2847. Kalibreerimine toimub mustade etalonkehadega teadaolevatel temperatuuridel, mis on sertifitseeritud vastavalt standardile ISO 17025, vähemalt 3-5 mõõtepiirkonna punktis. Kalibreerimist tehakse tavaliselt kord aastas või sõltuvalt kasutusintensiivsusest ja kliendi vajadustest.