Prinzip des faseroptischen Infrarotthermometers
Ein faseroptisches Infrarotthermometer ist eine Art Infrarotthermometer. Es wird auch als faseroptisches Sensorpyrometer bezeichnet. Bei einem gewöhnlichen Infrarotthermometer besteht sein Hauptprinzip darin, dass es das Objekt selbst berührungslos erfasst und Infrarotlicht aussendet, um die Oberflächentemperatur des Objekts zu ermitteln. Bei einem faseroptischen Infrarotthermometer besteht der Unterschied zu einem gewöhnlichen Infrarotthermometer darin, dass die Infrarotstrahlung über eine Glasfaser an den Sensor übertragen wird, sodass das Thermometer vom optischen System und dem Schaltungssystem getrennt werden kann.
Prinzip des faseroptischen Infrarotthermometers
Infrarotstrahlung ist eine der am weitesten verbreiteten elektromagnetischen Strahlungen in der Natur. Sie beruht darauf, dass jedes Objekt in seiner normalen Umgebung unregelmäßige Bewegungen seiner eigenen Moleküle und Atome erzeugt und ununterbrochen thermische Infrarotenergie abstrahlt. Je intensiver die Bewegung der Moleküle und Atome ist, desto mehr Energie wird abgestrahlt, und umgekehrt: je mehr Energie wird abgestrahlt, desto weniger. Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt strahlen aufgrund ihrer eigenen Molekülbewegung Infrarot ab.
Daher kann durch die Messung der vom Objekt selbst abgestrahlten Infrarotenergie dessen Oberflächentemperatur genau bestimmt werden, was auf der objektiven Grundlage der Infrarotstrahlungstemperaturmessung basiert. Infrarotenergie wird auf den Fotodetektor fokussiert und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal wird durch den Verstärker und die Signalverarbeitungsschaltung gemäß den internen Algorithmen des Instruments und der Zielemission korrigiert, um den Temperaturwert des zu messenden Ziels zu ermitteln. Bei einem faseroptischen Infrarotthermometer wird das Licht durch die Glasfaser zum Sensor übertragen, anstatt direkt durch die Linse auf den Sensor fokussiert zu werden. Der Rest des Prinzips ist der gleiche wie bei einem gewöhnlichen Infrarotthermometer.
Vorteile des faseroptischen Infrarot-Thermometers
1. Da das optische System und das Schaltkreissystem getrennt sind, kann das Thermometer bei industriellen Feldanwendungen in einem optischen System in einer Umgebung mit hohen Temperaturen installiert werden (es hält einer Feldumgebung von 200 Grad stand) und kann lange Zeit stabil online arbeiten. Da das optische System keinen Strom enthält, ist die Installation an einem industriellen Standort vollständig explosionssicher. Der Schaltkreisteil des Pyrometers kann in Innenräumen oder abseits von Orten mit hohen Temperaturen installiert werden, indem der Glasfaser- und der optische Teil miteinander verbunden werden, sodass die Temperaturmessstelle keine Interferenzen durch hohe Temperaturen mit der Temperaturmessung des Instruments verursacht.
2. Da das Infrarotsignal des faseroptischen Infrarotthermometers über eine Infrarotfaser aus Spezialmaterial an den Sensor übertragen wird, kann der Lichtweg, der auf die Faser fokussiert ist, nur die Größe des Lichtpunkts des Querschnitts der optischen Faser über die optische Faser an den Sensor übertragen werden. Dadurch wird vermieden, dass ein großer Bereich des direkt auf den Sensor fokussierten Lichts auf den Sensor einbrennt, was sich auf die Betriebsstabilität und Lebensdauer des Sensors auswirkt. Und da die Infrarotfaser Spezialmaterialien verwendet, können Sie nur die benötigten Infrarotwellenlängen durch die Faser auswählen, was das Einbrennen des Lichts auf den Sensor weiter reduziert. Daher hat das Licht-Infrarotthermometer im Vergleich zum integrierten Infrarotthermometer eine bessere Stabilität und eine längere Lebensdauer.
Die wichtigsten Anwendungsbereiche des faseroptischen Infrarot-Thermometers
Infrarotthermometer werden in der Industrie sehr häufig verwendet. Am häufigsten werden tragbare Infrarotthermometer und Online-Infrarotthermometer verwendet. Mit der zunehmenden Reife der Technologie für faseroptische Infrarotthermometer und ihren immer deutlicher werdenden Vorteilen im industriellen Bereich hat das faseroptische Infrarotthermometer langsam begonnen, die Online-Temperaturmessung des integrierten Infrarotthermometers zu ersetzen und wird in verschiedenen Bereichen des industriellen Bereichs eingesetzt.
Der Hauptanwendungsmarkt für faseroptische Infrarotthermometer liegt derzeit im industriellen Bereich. Da die Umgebungsanforderungen für einteilige Infrarotthermometer sehr hoch sind, sollte das Gerät im Allgemeinen bei einer Umgebungstemperatur von nicht mehr als 50 Grad Celsius installiert werden, da sonst die Temperatur die Schaltungskomponenten beeinflusst und zu einer Verzerrung des Messwerts oder sogar zu einer Beschädigung des Geräts führt. Daher sind einteilige Infrarotthermometer im industriellen Bereich im Allgemeinen mit wassergekühlten Kühleinheiten und anderen Schutzmaßnahmen ausgestattet, was die Installation erschwert und die Verwendungskosten hoch sind. Das faseroptische Infrarotthermometer ist ein geteiltes Design, bei dem das grundlegende temperaturunabhängige optische System (d. h. die optische Sonde) an der Temperaturmessstelle installiert wird; und die Signalverarbeitung/-anzeige mit den höheren Anforderungen an die Umgebungstemperatur wird an einem Ort weit entfernt vom Ort der Temperaturmessung installiert, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Signalverarbeitung/-anzeige immer ordnungsgemäß funktioniert; in der Mitte der Infrarotfaser werden die von der optischen Sonde empfangenen Infrarotsignale über eine Infrarot-Lichtleitfaser an den Signalprozessor zur Verarbeitung übertragen. Auf diese Weise verfügt das Instrument über langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit, ist einfach zu installieren und erfordert keine Wasserkühlung oder andere Kühlmaßnahmen. Die Verwendung ist kostengünstig und die Wartung des Geräts ist einfach.
