Padrões de princípios de medição e exemplos de aplicação de termômetros infravermelhos
Há muitas vantagens em usar um termômetro infravermelho para medição de temperatura sem contato, desde objetos pequenos ou de difícil acesso até produtos químicos corrosivos e materiais de superfície sensíveis. Este artigo discutirá essa vantagem e explicará o escopo de aplicação para determinar a escolha correta do termômetro infravermelho. Devido ao movimento de átomos e moléculas, cada objeto emite ondas eletromagnéticas, e o comprimento de onda ou faixa espectral mais importante para medição de temperatura sem contato está entre 0,2 e 2,0 μ M. O os raios naturais dentro desta faixa são chamados de radiação térmica ou radiação infravermelha.
O instrumento de teste para medição de temperatura pela radiação infravermelha do objeto medido é chamado de termômetro de radiação, termômetro de radiação ou termômetro infravermelho de acordo com o padrão industrial alemão DIN16160. Esses nomes também se aplicam a instrumentos que medem a temperatura usando raios coloridos visíveis emitidos pelo objeto medido, bem como a instrumentos que derivam a temperatura da densidade relativa da radiação espectral.
Vantagens da medição de temperatura usando termômetros infravermelhos
Há muitas vantagens na medição de temperatura sem contato ao receber radiação infravermelha do objeto medido. Desta forma, as medições de temperatura podem ser realizadas sem problemas para objetos difíceis de alcançar ou mover, como materiais com baixo desempenho de transferência de calor ou capacidade térmica muito pequena. O curto tempo de resposta do termômetro infravermelho pode alcançar rapidamente um ajuste eficaz do circuito. O termômetro não possui componentes que possam se desgastar, portanto não há custo contínuo como o uso de um termômetro. Especialmente em objetos medidos muito pequenos, como a medição por contato, a condutividade térmica do objeto resultará em erros de medição significativos. Não há dúvida de que termômetros podem ser usados aqui, bem como para produtos químicos corrosivos ou superfícies sensíveis, como tinta, papel e trilhas de plástico. Através da medição por controle remoto, é possível ficar longe de áreas perigosas, tornando os operadores não perigosos.
Princípio e construção do termômetro infravermelho
Foque o infravermelho recebido do objeto medido no detector através de uma lente e um filtro. O detector gera um sinal de corrente ou tensão proporcional à temperatura integrando a densidade de radiação do objeto medido. Nos componentes elétricos conectados, o sinal de temperatura é linearizado, a região de emissividade é corrigida e convertida em um sinal de saída padrão.
Em princípio, existem dois tipos de detectores de temperatura: detectores de temperatura portáteis e detectores de temperatura fixa. Portanto, ao selecionar um detector infravermelho de temperatura adequado para diferentes pontos de medição, as seguintes características serão as principais:
1. Colimador
O colimador tem esta função, podendo ser visualizado o bloco ou ponto de medição referido pelo termômetro. Muitas vezes, grandes áreas do objeto medido podem ficar sem o colimador. Ao medir objetos pequenos e distâncias distantes, é recomendado o uso de uma mira em forma de espelho transparente com escala de painel ou ponto apontador a laser.
2. Lente
A lente determina o ponto medido do termômetro. Para objetos grandes, um termômetro com distância focal fixa geralmente é suficiente. Mas quando a distância de medição está longe do ponto focal, a imagem da borda do ponto de medição não será clara. Por este motivo, é melhor usar uma lente zoom. Dentro da faixa de zoom fornecida, o termômetro pode ajustar a distância de medição. O novo termômetro possui lente substituível com zoom, e as lentes de perto e de longe podem ser substituídas sem calibração e nova inspeção.
3. Sensores, ou seja, receptores espectrais
Ao selecionar a sensibilidade espectral, deve-se considerar também as bandas espectrais de absorção de hidrogênio e dióxido de carbono. Dentro de uma certa faixa de comprimento de onda, conhecida como “janela atmosférica”, o H2 e o CO2 quase penetram na luz infravermelha. Portanto, a sensibilidade do termômetro à variação da luz deve estar dentro desta faixa para excluir o impacto das mudanças na concentração atmosférica. Ao medir filmes finos ou vidro, também é necessário considerar os materiais que não são facilmente penetrados dentro de uma determinada faixa de comprimento de onda. Para evitar erros de medição causados pela luz de fundo, são utilizados sensores apropriados que recebem apenas a temperatura da superfície. Os metais possuem essa característica física e a emissividade aumenta com a diminuição do comprimento de onda. Com base na experiência, a medição da temperatura dos metais geralmente escolhe um comprimento de onda de medição mais curto.
