Измерение температуры инфракрасным методом против термопары: Вы действительно понимаете разницу?

Инфракрасное излучение находится между видимым светом и микроволнами в электромагнитном спектре, с длинами волн от 700 нанометров до 1 миллиметра, включая ближний инфракрасный, средний инфракрасный и дальний инфракрасный диапазоны. Ближний инфракрасный диапазон относится к части инфракрасного спектра, которая близка к видимому свету, дальний инфракрасный диапазон относится к части инфракрасного спектра, которая близка к микроволнам, а средний инфракрасный диапазон находится между ними.

Следует отметить, что инфракрасное излучение «невидимо», то есть его нельзя увидеть невооруженным глазом. Оно находится за пределами красного света, видимого человеческим глазом, и имеет более низкую частоту, чем красный свет. То же самое относится и к ультрафиолетовому свету, который находится за пределами фиолетового света, видимого человеческим глазом, и имеет более высокую частоту, чем фиолетовый свет.

Инфракрасное излучение — это то, что мы не можем наблюдать невооруженным глазом, и для того, чтобы «видеть» инфракрасное излучение, требуется специальное оборудование. Двумя наиболее распространенными методами измерения температуры поверхности являются инфракрасные (ИК) датчики (бесконтактные) и термопары (контактный тип). Каждый из них имеет свои преимущества и идеальные области применения. Если вы ищете надежное решение для измерения температуры на рынке, вы можете задать себе вопрос: какое из них подходит мне?

В этой статье мы предоставим подробное введение в основы инфракрасных датчиков и контактных термопар, сравнивая их принципы работы, преимущества и способы определения того, какая технология наиболее подходит для ваших нужд.

Что такое инфракрасные датчики температуры (ИК-датчики)?
Инфракрасные датчики температуры, иногда просто называемые ИК-датчиками, измеряют инфракрасное излучение, испускаемое поверхностью объекта. Поскольку все объекты выше абсолютного нуля излучают инфракрасное излучение, эти датчики могут измерять температуру поверхности, не касаясь объекта физически.

1. Как они работают
ИК-датчики обнаруживают интенсивность инфракрасной энергии, используя встроенный детектор и линзу, которая фокусирует энергию на чувствительном элементе. Затем датчик вычисляет температуру на основе интенсивности инфракрасных волн.

2. Основные преимущества

• Бесконтактное измерение: идеально подходит для поверхностей, которые являются опасными, движущимися или чрезвычайно горячими.
• Быстрое время отклика: измерения могут быть почти мгновенными.
• Минимальный риск загрязнения: поскольку они не соприкасаются, они снижают проблемы с перекрестным загрязнением (особенно полезно в пищевой и медицинской сферах).

3. Соображения

• Излучательная способность: разные материалы излучают инфракрасное излучение с разной скоростью; понимание излучательной способности имеет решающее значение для точных показаний.
• Отражающие поверхности: сильно отражающие или блестящие материалы могут вызывать неточные показания, если датчик не настроен должным образом.
• Соотношение расстояние/пятно: инфракрасные датчики имеют определенное соотношение, которое определяет размер измерительного пятна на заданном расстоянии. Соблюдение оптимального диапазона важно для точности.

Что такое контактные термопары?
Контактная термопара — это простой, но чрезвычайно распространенный тип датчика для измерения температуры. В нем используются два разнородных металла, которые генерируют небольшое напряжение при воздействии тепла. Напряжение изменяется в зависимости от температуры, что позволяет термопаре измерять температуру объекта, с которым она контактирует.

1. Как они работают
Термопары изготавливаются путем сварки двух металлических проводов вместе в месте соединения ( «горячее соединение»). При нагревании этого соединения металлы производят напряжение. Измеритель или регистратор данных считывает напряжение и преобразует его в показания температуры.

2. Основные преимущества

• Широкий диапазон температур: термопары могут измерять все: от криогенных температур до чрезвычайно высоких температур, в зависимости от типа используемого металла.
• Экономичность: они, как правило, недороги и широко доступны.
• Прочность и универсальность: многие модели термопар предназначены для работы в суровых условиях, таких как печи или коррозионные промышленные процессы.

3. Соображения

• Более медленное время отклика: термопары должны физически достичь температуры объекта, что может быть медленнее, чем бесконтактные методы.
• Износ: как контактное решение, термопары могут ухудшаться или повреждаться в абразивных или коррозионных средах.
• Установка: прямое размещение на оборудовании или внутри него или на продукте может быть непрактичным или небезопасным в некоторых случаях.

Что вам нужно?
Выберите инфракрасные датчики (ИК-датчики), если…

• Вам нужны быстрые, бесконтактные показания с расстояния.
• Поверхности, которые вы измеряете, являются опасными, движущимися или недоступными.
• Вы работаете с процессами, где необходимо избегать загрязнения (пищевая промышленность, медицина).
• Вы хотите «быстро проверить» несколько элементов.

Выберите термопару, если…

• Вы измеряете экстремальные температуры внутри оборудования, печей или обжиговых печей.
• Вам нужно прочное, экономичное решение для встроенного или непрерывного контроля температуры.
• Прямой контакт безопасен и целесообразен (например, поверхности доступны и не подвержены легкому загрязнению).

Советы по выбору подходящего датчика
1. Определите свою среду
Учитывайте, движется ли целевая поверхность, опасна ли она или иным образом недоступна.

2. Проверьте требуемый диапазон температур
И ИК-датчики, и термопары выпускаются в моделях, предназначенных для определенных диапазонов температур.

3. Оцените потребности в точности
Оба типа датчиков обеспечивают различную точность; сопоставьте требования к точности вашего приложения.

4. Учитывайте техническое обслуживание
Термопары могут потребовать замены зондов со временем; инфракрасные датчики могут потребовать очистки линз.

5. Бюджет и масштаб
Стоимость за единицу, необходимое количество и общая интеграция системы могут повлиять на ваш выбор.

Инфракрасные (ИК) датчики и контактные термопары хорошо работают в разных областях. Инфракрасные датчики очень подходят для быстрых, бесконтактных измерений, особенно при работе с труднодоступными или опасными поверхностями. Термопары — это проверенные инструменты прямого измерения температуры, которые обеспечивают прочные, экономичные варианты для работы в суровых условиях.