Как настроить коэффициент излучения инфракрасного датчика температуры

04/02/2022
Как настроить коэффициент излучения инфракрасного датчика температуры

Как правильно подобрать коэффициент излучения инфракрасного датчика температуры

Для получения точных результатов при использовании инфракрасного датчика температуры (пирометра) необходимо правильно подобрать коэффициент излучения. В статье рассмотрено несколько методов, которые помогут вам найти правильную настройку для использования прибора.

Что такое Излучательная способность?

Излучательная способность — это мера того, насколько эффективно поверхность излучает инфракрасную энергию. Для большинства материалов коэффициент излучения противоположен коэффициенту отражения. Благодаря высокому коэффициенту излучения поверхность легко измерить с помощью инфракрасного термометра; низкая излучательная способность является более сложной задачей.

Излучательная способность большинства неотражающих неметаллов обычно составляет около 0,95. Это настройка коэффициента излучения по умолчанию для всех датчиков Calex.

Какова настройка коэффициента излучения датчика?

Настройка коэффициента излучения сообщает датчику, насколько излучающей является поверхность, и повышает точность измерения при правильной настройке.

Некоторые датчики, такие как PyroCouple, имеют фиксированную настройку коэффициента излучения 0,95 без возможности регулировки. Эти датчики можно использовать с хорошими результатами на большинстве неотражающих неметаллических поверхностей. Их также можно использовать на окрашенных металлах или металлах с неотражающим покрытием.

Большинство инфракрасных датчиков температуры имеют регулируемую настройку коэффициента излучения для соответствия более широкому диапазону целевых материалов. В зависимости от модели коэффициент излучения можно регулировать по-разному — это могут быть поворотные переключатели, кнопки, интерфейс сенсорного экрана или настраиваемый параметр в памяти датчика, доступный через USB или RS485.

Для получения дополнительной информации см. нашу статью «Как отрегулировать коэффициент излучения инфракрасного датчика температуры».

Как правильно настроить коэффициент излучения

Итак, вы знаете, что вам нужно настроить коэффициент излучения, но вы не знаете, какое значение использовать. Есть несколько способов найти правильную настройку:

Метод 1: Таблицы коэффициентов излучения

Это грубый метод, который в большинстве случаев дает разумное значение коэффициента излучения, которое можно попробовать сначала.

Таблицы коэффициентов излучения дают разумную оценку коэффициента излучения материала для заданной обработки поверхности (например, полированной, шероховатой или окисленной). На практике коэффициент излучения во многом зависит от состояния поверхности, и мы часто обнаруживаем, что коэффициент излучения различен для одного и того же материала в разных приложениях.

Вы можете найти наши таблицы коэффициентов излучения здесь: Таблицы коэффициентов излучения (PDF).

Метод 2: сравнение измерений с контактным датчиком

Этот метод включает сравнение измерений инфракрасного датчика с датчиком контактной термопары, которому вы доверяете и знаете, что он точен.

Настройка коэффициента излучения при помощи контактного датчика

1) Нагрейте целевой объект (или образец целевого материала) до постоянной температуры. Не пытайтесь выполнить этот процесс с мишенью при комнатной температуре, потому что в этом случае вы обнаружите, что настройка коэффициента излучения мало влияет на измерение. Для достижения наилучших результатов должна быть значительная разница между заданной температурой и температурой окружающей среды.
Убедитесь, что поблизости нет горячих предметов, которые могут создавать отражения, мешающие измерению. Не выполняйте этот процесс с целевым объектом внутри духовки или топки, рядом с обогревателями, лампами высокой мощности и т. д. Окружающая среда должна иметь ту же температуру, что и датчик.
2) Измерьте температуру поверхности объекта с помощью надежного контактного датчика. Важно, чтобы датчик находился в хорошем тепловом контакте с поверхностью и чтобы измерение было точным. Обратите внимание на измерение.
3) Снимите контактный датчик и направьте инфракрасный датчик на ту же точку на поверхности.
ИЛИ
Держите контактный датчик на месте и направьте инфракрасный датчик очень близко к нему. Убедитесь, что ИК-датчик не «видит» контактный щуп. Если вы используете этот метод, убедитесь, что целевая температура одинакова в обоих местах.
4) Если датчик имеет функцию компенсации отраженной энергии, убедитесь, что она выключена.
5) Отрегулируйте настройку коэффициента излучения на ИК-датчике, чтобы он измерял ту же температуру, что и контактный датчик. Это используемая настройка коэффициента излучения.

Метод 3: сравнение измерений с известным коэффициентом излучения

Настройка коэффициента излучения с уже известным коэффициентом

1) Покрасьте или покройте измеримую площадь поверхности неотражающим покрытием. Два или три слоя матовой черной краски для барбекю обычно хорошо работают, а также выдерживают высокие температуры. Для более низких температур вы можете попробовать два или три слоя малярной ленты. Убедитесь, что область, которую вы закрашиваете, по крайней мере в два раза превышает размер измеренного пятна датчика — проверьте оптическую схему вашего датчика, чтобы найти измеренный размер пятна для выбранного расстояния измерения. Оставьте непокрытый участок того же размера рядом с окрашенным участком.
2) Нагрейте целевой объект (или образец целевого материала) до постоянной температуры. Применяются те же условия для шага 1 метода 2.
3) Используя настройку коэффициента излучения 0,95, измерьте окрашенную область. Обратите внимание на измеренную температуру.
4) Направьте датчик на область без покрытия и отрегулируйте настройку коэффициента излучения, пока он не будет измеряться так же, как в шаге 3. Это настройка коэффициента излучения, которую следует использовать.

Упростите измерения

Если вы измеряете отражающую металлическую поверхность, вы можете обнаружить, что на измерение существенно влияют отражения. Вы можете сделать измерение более точным и надежным, если сможете закрасить измеряемую область. В этом случае коэффициент излучения, вероятно, будет около 0,95, а отражения будут значительно уменьшены. Это также позволит использовать недорогой датчик общего назначения вместо более специализированного датчика для металлических поверхностей.

Последовательность важна

Важно, чтобы настройка коэффициента излучения датчика соответствовала целевой поверхности, и не менее важно, чтобы коэффициент излучения поверхности оставался неизменным.

Если коэффициент излучения поверхности меняется, например, при покраске или нанесении покрытий, когда целевая поверхность иногда имеет низко-, а иногда и высоко-излучательную способность, настройку коэффициента излучения следует настроить на правильное значение в каждом случае.

Если коэффициент излучения меняется редко, то часто бывает достаточно удобной ручная регулировка. Если это происходит часто, то может быть предпочтительнее автоматическая регулировка. Это можно сделать, используя один из наших настраиваемых цифровых датчиков, таких как PyroMiniBus, и автоматически записывая правильные настройки коэффициента излучения в регистр данных Modbus с помощью программы или программного обеспечения PLC.

Использование настроек усиления и смещения с инфракрасными датчиками температуры

Если измерение кажется неточным, может возникнуть соблазн отрегулировать показания индикатора или контроллера с помощью таких настроек, как усиление или смещение. Это не рекомендуется — выходной сигнал датчика действительно должен быть достаточно точным без этих настроек.

Если измерение неточно, то сначала следует изучить практические факторы установки и собственные настройки датчика, такие как измеренный размер пятна, отражения и настройки коэффициента излучения.

Свяжитесь с нашими специалистами для получения дополнительных рекомендаций по настройке наших датчиков Calex.

Комментарии

Сообщения не найдены

Написать отзыв