लेजर थर्मामीटर: कार्रवाई के सिद्धांत। लेजर रिमोट थर्मामीटर (फोटो)

तापमान माप संपर्क और दूरदराज के हो सकता है। सबसे आम thermocouples, थर्मामीटर और बाधा सेंसर जो वस्तु, यानी। लालकृष्ण अपने स्वयं के तापमान को मापने के साथ संपर्क की आवश्यकता है। वे इसे धीरे-धीरे करते हैं, लेकिन कम खर्चीली हैं।

निकटता सेंसर, वस्तु से अवरक्त विकिरण को मापने के लिए तेजी से परिणाम प्रदान करते हैं, और आमतौर पर पर्यावरण, आकार या सुरक्षा के लिए खतरा की विशेषताओं की आक्रामकता की वजह से बढ़ रहा है और vacuo में स्थिर शरीर और दुर्गम का तापमान निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इस तरह के उपकरणों की कीमत अपेक्षाकृत अधिक है, हालांकि कुछ मामलों उपकरणों से संपर्क करने के लिए तुलनीय में।

मोनोक्रोम thermometry

कुल चमक निर्धारित करने के लिए मोनोक्रोम विधि एक पूर्व निर्धारित तरंग दैर्ध्य का उपयोग करता है। क्रियान्वयन सरल हाथ से आयोजित किया परिष्कृत पोर्टेबल एक साथ पालन करने के लिए एक वस्तु है और इसका तापमान रीडिंग स्मृति या उन्हें मुद्रण में दर्ज किया जाना करने के लिए अनुमति उपकरणों के लिए दूरदराज के माप के साथ जांच से लेकर। स्थिर सेंसर छोटे रिमोट इलेक्ट्रॉनिक्स व्यवस्था, और रिमोट उपकरणों पीआईडी नियंत्रण के साथ उच्च शक्ति के साथ सरल डिटेक्टरों के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं। फाइबर ऑप्टिक्स, लेजर लक्ष्य, ठंडा पानी, प्रदर्शन और स्कैनर की उपस्थिति - वैकल्पिक विकल्पों प्रक्रिया की निगरानी और नियंत्रण प्रणाली।

विन्यास, वर्णक्रमीय छानने, ऑपरेटिंग तापमान रेंज, प्रकाशिकी, प्रतिक्रिया समय और वस्तु की चमक महत्वपूर्ण तत्व है कि प्रदर्शन को प्रभावित और ध्यान से चयन प्रक्रिया में विचार किया जाना चाहिए रहे हैं।

सेंसर एक सरल दो तार, और जटिल पहनने के लिए प्रतिरोधी उच्च संवेदनशीलता उपकरण हो सकता है।

वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया और विशिष्ट माप कार्यों के साथ जुड़े तापमान रेंज का चयन। लघु तरंग दैर्ध्य उच्च तापमान और लंबे समय के लिए उपयोग किया जाता है - कम करने के लिए। वस्तुओं पारदर्शी हैं, उदाहरण के लिए, प्लास्टिक और कांच के लिए, यह आवश्यक uzkovolnovaya छानने है। सीएच polyethylene फिल्म के अवशोषण बैंड 3.43 .mu.m है। इस रेंज में स्पेक्ट्रम के अलगाव उत्सर्जन की गणना सरल करता है। इसी तरह, कांच की तरह सामग्री 4.6 माइक्रोन की एक तरंग दैर्ध्य है, जो सही रूप में कांच की सतह के तापमान को निर्धारित करने के लिए अनुमति देता है पर अपारदर्शी हो जाते हैं। 1-4 माइक्रोन उत्सर्जक क्षेत्र निरीक्षण उद्घाटन वैक्यूम और दबाव कक्षों के माध्यम से माप बनाने के लिए सक्षम बनाता है। वैकल्पिक - के उपयोग के फाइबर ऑप्टिक केबल।

प्रकाशिकी और RTT, ज्यादातर मामलों में नगण्य हैं 50 सेमी की दूरी और एक प्रतिक्रिया समय कम से कम 1 रों पर्याप्त है पर 3 सेमी के आकार के दृश्य के क्षेत्र के बाद से। छोटे या तेजी से चल वस्तु रुक-रुक कर के लिए एक छोटा सा (3 मिमी व्यास) में आवश्यक या अधिक छोटे (0.75 मिमी) स्थान माप हो जाता है। सुदूर लक्ष्य (3-300 मीटर), ऑप्टिकल समायोजन की आवश्यकता के रूप में देखने के एक मानक क्षेत्र बहुत बड़ा हो जाता। कुछ मामलों में, इस विधि में एक दो लहर radiometry प्रयोग किया जाता है। ऑप्टिकल फाइबर आक्रामक वातावरण से इलेक्ट्रॉनिक्स को दूर रखने की, शोर के प्रभाव को खत्म करने के लिए और उपयोग की समस्या को हल करने के लिए अनुमति देता है।

लेजर थर्मामीटर मूल रूप से प्रतिक्रिया समय के साथ सीमा 0.2-5.0 में नियंत्रित किया जाता है। त्वरित प्रतिक्रिया संकेत शोर और संवेदनशीलता पर धीमी गति से प्रभाव बढ़ा सकते हैं। जब प्रेरण हीटिंग धीमी प्रतिक्रिया - एक तत्काल प्रतिक्रिया, और कन्वेयर के लिए की आवश्यकता है।

मोनोक्रोम आईआर थर्मामीटर सरल है और जहां उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों को बनाने के लिए एक तापमान नियंत्रण बहुत महत्वपूर्ण है मामलों में इस्तेमाल किया जाता है।

दोहरे तरंगदैर्ध्य thermometry

अधिक जटिल कार्य है, जहां पूर्ण माप सटीकता महत्वपूर्ण है, और जहां के लिए उत्पाद भौतिक या रासायनिक तनाव के अधीन है, और दो-लहर radiometry लागू होता है। अवधारणा 1950 के दशक में उभरा है, और हार्डवेयर के डिजाइन में हाल ही में परिवर्तन और उसके उत्पादकता बढ़ाने और लागत को कम।

विधि दो विभिन्न तरंगदैर्य पर पावर वर्णक्रमीय घनत्व को मापने में होते हैं। वस्तु का तापमान, साधन से सीधे पढ़ा जा सकता है, तो प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए एक ही का उत्सर्जन। संकेत सच है भले ही दृश्य के क्षेत्र आंशिक रूप से अवरुद्ध ऐसी धूल के रूप में अपेक्षाकृत ठंड सामग्री,, ग्रे और पारदर्शी खिड़की के तार स्क्रीन हो जाएगा। विधि सिद्धांत सरल है। दोनों चमक तरंगदैर्ध्य ही (एक ग्रे शरीर के लिए) है, तो उत्सर्जन गुणांक कम हो जाता है और संबंध तापमान के लिए आनुपातिक हो जाता है।

दोहरे तरंगदैर्ध्य लेजर थर्मामीटर एक सरल, अद्वितीय सेंसर कि माप त्रुटि कम कर सकते हैं के रूप में उद्योग और अनुसंधान के क्षेत्र में प्रयोग किया जाता है।

इसके अलावा, बहु-मानस- तरंग थर्मामीटर सामग्री जो ग्रे निकायों, अवशोषण गुणांक जो तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता नहीं हैं के लिए निर्धारित किया है। इन मामलों में हम तरंगदैर्ध्य, तापमान और सतह की रासायनिक संरचना के गुणांक के रिश्ते पर सामग्री सतह विशेषताओं का एक विस्तृत विश्लेषण की आवश्यकता है। इन आंकड़ों के साथ यह तापमान पर विभिन्न तरंगदैर्य पर वर्णक्रमीय विकिरण के आधार पर एक गणना एल्गोरिथ्म बनाने के लिए संभव है।

मूल्यांकन नियम

माप की सटीकता उपयोगकर्ता निम्न पता होना चाहिए आकलन करने के लिए:

• आईआर सेंसर स्वाभाविक रंग भेद नहीं।
• यदि सतह चमकदार है, तो उपकरण केवल उत्सर्जित लेकिन यह भी परिलक्षित ऊर्जा नहीं स्थापित करेगा।
• यदि वस्तु पारदर्शी है, यह आवश्यक आईआर फिल्टरिंग (5 माइक्रोन में उदाहरण के लिए, कांच अपारदर्शी) है।
• दस में से नौ मामलों में बिल्कुल सटीक माप की आवश्यकता है। बार-बार रीडिंग और पूर्वाग्रह की कमी आवश्यक परिशुद्धता प्रदान करेगा। जब चमक परिवर्तन और प्रसंस्करण के लिए मुश्किल है, दो या बहु तरंगदैर्ध्य रेडियोमीटर पर रहना चाहिए।

संरचनात्मक तत्वों

लेजर गैर-संपर्क थर्मामीटर के लिए प्रवेश और निकास संकेत पर अवरक्त ऊर्जा के सिद्धांत पर काम करता है। मूल सर्किट डिवाइस एक एकत्रित प्रकाशिकी, लेंस, वर्णक्रमीय फिल्टर और एक बाहरी इंटरफ़ेस के रूप में डिटेक्टर के होते हैं। गतिशील प्रसंस्करण अलग ढंग से किया जाता है, लेकिन यह, को बढ़ाने के linearization और परिवर्तन के थर्मल स्थिरीकरण संकेत को कम किया जा सकता है। 0.5-5.0 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य में - पारंपरिक खिड़की कांच छोटी-तरंग विकिरणों, midrange और जर्मेनियम या 8-14 माइक्रोन रेंज, फाइबर के लिए जिंक सल्फाइड के लिए क्वार्ट्ज के लिए प्रयोग किया जाता है।

दृष्टि

लेजर रिमोट थर्मामीटर की विशेषता है देखने के एक क्षेत्र को दिए गए दूरी पर तापमान नियंत्रण स्थान आकार - (FOV)। दृश्य के क्षेत्र के व्यास बदलने सीधे थर्मामीटर और माप वस्तु के बीच की दूरी में एक परिवर्तन के लिए आनुपातिक है। अपने मूल्य निर्माता और इकाई मूल्य पर प्रभाव पर निर्भर करता है। बिंदु मापन के लिए 1 मिमी, और एक लंबी दूरी प्रकाशिकी (9 मीटर की दूरी पर 7 सेमी) से पीपी के साथ वहाँ पैटर्न। कार्य दूरी, पढ़ने की सटीकता को प्रभावित नहीं करता है, तो वस्तु माप स्थान भर जाता है। अधिकतम संकेत हानि 1% से अधिक नहीं होना चाहिए।

लक्ष्य

परम्परागत आईआर थर्मामीटर अतिरिक्त उपकरणों के बिना माप का उत्पादन। इस तरह के कागज वेब के रूप में बड़ी वस्तुओं,, जहां सटीकता की आवश्यकता नहीं है साथ प्रयोग के लिए स्वीकार्य है। एक लेजर बीम का उपयोग छोटे या दूर की वस्तुओं के लिए। लेजर के दिखने पर निर्मित कई वेरिएंट।

1. किरण ऑप्टिकल अक्ष से ऑफसेट। सबसे सरल मॉडल है कि बड़ी वस्तुओं के लिए कम संकल्प के साथ उपकरणों में प्रयोग किया जाता है, यानी। लालकृष्ण विचलन के आसपास के क्षेत्र बहुत बड़ा है।
2. समाक्षीय बीम। ऑप्टिकल अक्ष से विचलित न करें। मापने स्थान सेंटर ठीक किसी भी दूरी पर निर्दिष्ट।
3. दोहरी लेजर। स्पॉट व्यास दो अंक है, जो लगता है कि या व्यास की गणना करने की आवश्यकता समाप्त और त्रुटियों के लिए नेतृत्व नहीं करता है लेबल।
4. परिपत्र सूचक ऑफसेट। यह इसके आकार और बाहरी सीमा के दृश्य के क्षेत्र को दर्शाता है।
5. 3-बिंदु समाक्षीय सूचक। बीम एक ही लाइन पर तीन उज्ज्वल अंक में विभाजित है। मध्यबिंदु स्थान सेंटर, और अपनी छाप के बाहरी व्यास को दर्शाता है।

ठीक माप वस्तु पर थर्मामीटर के निर्देशन में प्रभावी सहायता प्रदान करने के उद्देश्य।

फिल्टर

थर्मामीटर उच्च तापमान माप (> 500 डिग्री सेल्सियस) और निम्न तापमान के लिए लंबे तरंगदैर्ध्य फिल्टर के लिए लघु तरंग फिल्टर इस्तेमाल कर रहे हैं (-40 डिग्री सेल्सियस)। सिलिकॉन डिटेक्टरों, उदाहरण के लिए, प्रतिरोधी गर्म करने के लिए, और एक छोटे तरंगदैर्ध्य माप त्रुटि कम कर देता है। अन्य चयनात्मक फिल्टर प्लास्टिक फिल्मों (3.43 माइक्रोन और 7.9 माइक्रोन), कांच (5.1 माइक्रोन) और लौ (3.8 माइक्रोन) के लिए उपयोग किया जाता है।

सेंसर

अधिकांश सेंसर या फोटो इलेक्ट्रिक पैदा वोल्टेज जब आईआर विकिरण, या photoconductive, के अधीन टी। ई ऊर्जा स्रोत की कार्रवाई के तहत अपने प्रतिरोध बदलता है। वे तेजी से, अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, एक स्वीकार्य तापमान बहाव है, जो दूर किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, thermistor तापमान मुआवजा सर्किट, एक स्वत: शून्य सर्किट, और आयाम समतापीय संरक्षण सीमित है।

100-1000 mV डिटेक्टर आउटपुट संकेत के बारे में श्रृंखला आईआर थर्मामीटर, एक हजार गुना वृद्धि नियंत्रित किया जाता है है linearized है, और, एक परिणाम के रूप, एक रेखीय वर्तमान या वोल्टेज संकेत प्रतिनिधित्व करता है। 4-20 mA की इसकी अधिकतम मूल्य, बाहरी हस्तक्षेप को कम करने के लिए। यह संकेत 232 रुपये बंदरगाह के लिए या PID नियंत्रक, दूरस्थ डिस्प्ले या रिकॉर्डिंग डिवाइस को खिलाया जा सकता। अन्य embodiments संकेत का उपयोग करें:

• / बंद संकेत पर;
• शिखर पकड़ मूल्य;
• समायोज्य प्रतिक्रिया समय;
• एक नमूना और पकड़ सर्किट।

गति

हालांकि सिलिकॉन डिटेक्टरों का उपयोग 10 एमएस के एक मूल्य तक पहुँच सकते हैं इन्फ्रारेड लेजर थर्मामीटर, 300 एमएस के एक औसत प्रतिक्रिया समय है। कई उपकरणों में भेजे शोर गीला और संवेदनशीलता को समायोजित करने के समय परिवर्तन प्रतिक्रिया। हमेशा, कम प्रतिक्रिया समय की जरूरत नहीं। उदाहरण के लिए, प्रेरण हीटिंग समय में 10-50 एमएस की सीमा में होना चाहिए।

लेजर थर्मामीटर की विशेषताएं

Etekcity Lasergrip 630 - $ 35.99 के अवरक्त 2 लेजर थर्मामीटर मूल्य। विशेषताएं:

• तापमान रेंज -50 ... 580 डिग्री सेल्सियस;
• सटीकता +/- 2%;
• 16 वर्ष की जगह आकार अनुपात के लिए दूरी: 1;
• 0.1 का उत्सर्जन - 1.0;
• प्रतिक्रिया समय <500 एमएस;
• 1 डिग्री सेल्सियस के संकल्प

लेजर थर्मामीटर (चित्र) भी सबसे बड़ा, सबसे छोटी और औसत तापमान के बारे में सूचित। मापने स्थान नीचे 2 सेमी द्वारा स्थानांतरित कर दिया है लक्ष्य बिंदु। लेजर किरणों (36 सेमी) के चौराहे पर अधिक सटीकता से लक्षित।

Amprobe आईआर 710 - अवरक्त लेजर थर्मामीटर, कीमत $ 49.95 है। विशेषताएं:

• तापमान रेंज -50 ... 538 डिग्री सेल्सियस;
• 20 मिमी की न्यूनतम स्थान आकार;
• सटीकता +/- 2%;
• 12 की जगह आकार अनुपात के लिए दूरी: 1;
• 0.95 का उत्सर्जन;
• 500 एमएस की प्रतिक्रिया समय;
• 1 डिग्री सेल्सियस के संकल्प

इस लेजर थर्मामीटर (फोटो) वर्तमान तापमान के अलावा, यह भी न्यूनतम और अधिकतम मान इंगित करता है।