Výběr vhodného bezdotykového teplotního senzoru

Firma Micro-Epsilon představuje dva klíčové parametry při výběru vhodného infračerveného teplotního senzoru.



Pracovníci ve výrobě a při údržbě používají infračervené teploměry v ručním i stacionárním provedení jako relativně levný bezkontaktní nástroj preventivní kontroly. Tato zařízení sledují a řídí přesnou teplotu procesu a pomáhají identifikovat kritická místa v klíčových procesech, linkách a elektroinstalaci, a to bez nutnosti přerušit výrobu.
Použití online infračervených senzorů přináší obzvláště velké přínosy v aplikacích, kde je teplota předmětu, materiálu, povrchu nebo kapaliny kritická pro optimální průběh výrobního procesu. Pro výběr správného teplotního senzoru pro konkrétní aplikaci je nutné pečlivě zvážit jeho požadavky na měření.

Výhody bezkontaktních infračervených teploměrů
Infračervený teploměr měří teplotu, aniž by došlo k jeho fyzickému kontaktu s měřeným objektem. Je proto možné provádět rychlé a spolehlivé měření pohyblivých, horkých nebo špatně přístupných objektů. Zatímco kontaktní teplotní senzory nebo sondy mohou ovlivnit teplotu měřeného objektu, někdy ho mohou dokonce poškodit, bezkontaktní metody zaručí přesné měření bez rizika takových negativních vlivů.

 


Infračervené senzory navíc umožňují měření velmi vysokých teplot, při kterých by byla kontaktní sonda buď zničena, nebo by byla její životnost jen velmi krátká.
Infračervené teploměry jsou dnes již cenově příznivé a nabízejí celou řadu variant a vylepšení, například ruční nebo stacionární průmyslové provedení, možnost připojení k provozní sběrnici nebo speciální typ pro výbušné prostředí.
Pro dosažení optimálních výsledků měření při použití infračervených teploměrů je třeba pečlivě posoudit dva klíčové parametry: emisivitu a vlnovou délku.

Emisivita
Všechna tělesa o teplotě vyšší něž absolutní nula (-273 °C) vyzařují infračervené záření trojího typu: kombinaci emitovaného záření, odraz okolního záření a záření procházející skrze těleso samotné. Vzájemné působení těchto tří vlivů závisí na materiálu měřeného objektu. Nicméně pro bezdotykové měření teploty pomocí infračerveného záření hraje roli pouze emitovaná složka.
Vztah mezi těmito složkami záření lze nejlépe popsat následujícím způsobem. Předpokládejme, že suma těchto tří složek je při libovolné teplotě rovna jedné a že pevnými tělesy prochází jen zanedbatelné množství záření. Poté se záření objektu skládá pouze z emitované a odražené složky.
Nyní je již snazší porozumět, proč mají předměty jako leštěné kovy proporcionálně jen nízkou emitovanou složku neboli emisivitu. Jejich záření se totiž skládá z velké části z odraženého okolního záření.   
Například emisivita čerstvě odlité oceli při 20 °C činí 0,2 (odražená energie je tedy 0,8). To znamená, že 80 % záření takového tělesa je tvořeno odraženou složkou! Naproti tomu při teplotě 1100 °C má shodný materiál typicky emisivitu 0,6.
Naopak materiály jako textilie nebo matné černé povrchy odrážejí velmi málo záření a podíl emitované složky je tak velmi vysoký. Emisivita černé matné barvy je při 100 °C typicky 0,97, a tudíž je takový povrch mnohem vhodnější pro bezkontaktní měření teploty infračervenými senzory. Mnoho levných teploměrů má nastavenu konstantní korekci emisivity na hodnotu 0,95 a tudíž nejsou použitelné pro téměř žádné úlohy, kde je vyžadováno přesné měření. Všechny teplotní senzory společnosti Micro-Epsilon disponují nastavitelnou korekci emisivity.

Vlnová délka
Předchozí popis emisivity je spíše zjednodušený, aby vysvětlil základní vztah mezi třemi složkami vyzařované energie. Je třeba nicméně podotknout, že naměřená emisivita objektu se mění podle měřicí vlnové délky. Vývoj teploměrů se specifickými měřicími vlnovými délkami proto vede k podstatnému zvýšení stability měření.
Z tohoto důvodu zaručuje nejstabilnější výsledky použití materiálových konstant k určení optimální vlnové délky pro dosažení maximální emisivity tělesa. Například pro kovy jde o vlnovou délku 0,8 až 2,3 µm, sklo 5 µm, textilie a většinu matných povrchů 8 až 14 µm. Plasty jsou obsáhlou kategorií a vyžadují tedy specifické vlnové délky. Pro polyetylen, polypropylen, nylon a polystyren jde o 3,43 µm. Polyester, polyuretan, teflon, FEP a polyamid vyžadují 7,9 µm, silnější zabarvené fólie 8 až 14 µm.

 

 


Při výběru infračerveného teplotního senzoru je tedy nutné určit vhodné pásmo vlnových délek pro konkrétní materiál, který bude měřen. Dále je nutné znát nebo vypočítat teplotní měřicí rozsah a hodnoty emisivity ve zvoleném pásmu vlnových délek. Více informací o vhodných produktech pro bezdotyková měření naleznete na stránkách www.micro-epsilon.cz

Text: Micro-Epsilon CZ

Späť

Aktuálne vydanie

Partnerské periodiká

TriboTechnika


www.tribotechnika.sk

SolarTechnika


www.solartechnika.sk