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Sensore di temperatura ad infrarossi

Come funziona un sensore di temperatura ad infrarossi?

Un sensore di temperatura ad infrarossi prende diversi nominitavi, dal più comune pirometro a termometro ad infrarossi o pistola ad infrarossi, a seconda delle caretteristiche che lo contraddistinguono. La costituzione basilare di un sensore di tal tipo è realizzata da una lente che direziona l'energia infrarossa (IR) su un ricevitore la cui funzione è di convertire l'energia infrarossa in un segnale elettrico. Tale segnale viene visualizzato in termini di temperatura dopo essere stato compensato per via delle variazioni di temperatura ambiente. Questa configurazione permette la misura della temperatura a distanza senza contatto con l'oggetto da misurare. Per tale motivo, il termometro a infrarossi è utile nel misurare la temperatura in circostanze dove termocoppie o altre tipologie di sensori a contatto non possono essere utilizzati o non fornirebbero dati accurati . Tipici casi di impiego di tale strumentazione si incontrano qual'ora l'oggetto da misurare sia in movimento, o circondato da un campo elettromagnetico come nelle applicazione di riscaldamento ad induzione, sotto vuoto o ad una specifica atmosfera controllata, o, ancora, in applicazioni dove è richiesta una risposta rapida.
 Misura della temperatura senza contatto con un termometro ad infrarossi
Misura della temperatura senza contatto

Impara qualcosa di nuovo sui termometri ad infrarossi ( Pirometri )

Perché dovrei usare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura nella mia applicazione?


I pirometri ad infrarossi permettono agli utenti di misurare la temperatura in applicazioni dove i sensori tradizionali a contatto non possono essere impiegati. In particolare essi sono adatti nei casi di oggetti in movimento (ad esempio, rulli, macchine in movimento, o un nastri trasportatore), dove le distanze sono troppo grandi, le temperature da misurare sono superiori a quelle che un sensore a contatto può sopportare o in condizioni in cui misurazioni senza contatto sono necessarie per evitare contaminazioni o possibili pericoli (ad esempio, alta tensione).

Quando si sceglie un termometro a infrarossi che cosa occorre considerare in merito all'applicazione?


COME SCEGLIERE IL GIUSTO SENSORE DI TEMPERATURA AD INFRAROSSI

  1. Determina il campo di vista( dimentioni del target e distanza )
  2. Considera il tipo di superficie da misurare e la sua emissività
  3. Considera l'effetto dell'atmosfera analizzando il suo spettro elettromagnetico e cosidera l'effetto di trasmissione attraverso superfici
  4. Specifica il campo di temperatura e la tipologia di montaggio
  5. NON dimenticare: tempo di risposta, ambiente, limitazioni nel montaggio, presenza di vetrature e desiderato segnale di uscita dallo strumento
Le considerazioni critiche per qualsiasi pirometro includono il campo visivo ( dimentioni del target e distanza ), il tipo di superficie da misurare ( considerazioni di emissività ), lo spettro elttromagnetico ( per gli effetti atmosferici o di trasmissione superficiale ), il campo di temperatura e tipologia di installazione ( portatile o fisso ). Altre considerazioni includono il tempo di risposta, l'ambiente, le limitazioni di installazione, la presenze di porte per la visualizzazione o l'applicazioni sulle finestre e l'elaborazione del segnale desiderata.

Cosa s'intende per campo visivo e perché è importante

Il campo visivo è l'angolo di visione in cui lo strumento opera, ed è determinato dall'ottica dell'unità. Per ottenere una lettura precisa della temperatura, il bersaglio da misurare deve riempire completamente il campo visivo dello strumento. Questo perchè il dispositivo a infrarossi determina la temperatura media di tutte le superfici all'interno del campo visivo; se la temperatura del fondo è diversa dalla temperatura dell'oggetto, si può verifica un errore di misurazione. OMEGA offre una soluzione unica a questo problema. Molti pirometri infrarossi OMEGA sono dotati di laser brevettato, modificabile da cerchio a punto. Nella modalità cerchio un puntatore laser integrato crea un cerchio di 12 punti che indica chiaramente l'area del bersaglio misurata. Nella modalità punto, un punto laser singolo segna il centro della zona di misurazione.

Pirometro OMEGA ad infrarossi con puntatore laser integrato circolare/a punto commutabile.

Che cosa è l'emissività e perchè va considerata


L'emissività è definita come il rapporto tra l'energia emessa da un oggetto ad una data temperatura e l'energia emessa da un radiatore perfetto, o corpo nero, alla stessa temperatura. L'emissività di un corpo nero è 1 . Tutti i valori di emissività rientrano tra 0 e 1. La maggioranza dei modelli di termometro ad infrarossi hanno la capacità di compensare i differenti valori di emissività, per diversi materiali. In generale, maggiore è l'emissività di un oggetto, più è facile ottenere una misura precisa della temperatura, tramite pirometri. Gli oggetti con emissività molto bassa (inferiore a 0,2) possono essere di difficile misurazione. Superfici lucide e metalliche come l'alluminio, sono così riflettenti nell'infrarosso che misure accurate di temperatura non sono sempre possibili .



Tipi di termometro a infrarossi

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Termometri ad infrarossi portatili Termometro laser portatile
Il termometro laser portatile è uno dei tipi più diffusi di pirometro a raggi infrarossi. Esso è comunemente utilizzato per applicazioni portatili, anche se alcuni modelli dispongono anche di un supporto integrato treppiede. OMEGA offre una grande varietà di modelli di termometro a infrarossi con vari stili e campi di misura. Molti dei pirometri portatili OMEGA sono dotati di brevetto OMEGA per il puntatore laser ad infrarossi Circolare/A Punto che delinea chiaramente la visuale del termometro.
http://it.omega.com/subsection/misuratori-luce-tipo-bastone.html Termometro a infrarossi tascabile
Termometri tascabili o a chiavetta a raggi infrarossi sono estremamente compatti. Solitamente sono così piccoli da potrer essere trasportati in una tasca della camicia.
Termocoppie ad infrarossi Termocoppie ad infrarossi
Il termometro a infrarossi tascabile o a chiavetta a raggi infrarossi è estremamente compatto. Solitamente sono così piccoli da potrer essere trasportati in una tasca della camicia.
Termometro ad infrarossi fisso/Trasmettitori Termometro ad infrarossi fisso/Trasmettitori
Il termometro a infrarossi a montaggio fisso è comunemente utilizzato nei processi industriali dove il pirometro può essere montato in una posizione stazionaria.
Termometria a due colori di rapporto Termometria a due colori di rapporto
L'emissività gioca un ruolo fondamentale per ottenere dati esatti della temperatura da un sensore ad infrarossi; non è dunque sorprendente che siano stati fatti dei tentativi per la progettazione di sensori che funzionino indipendentemente da questa variabile. Il più noto e più comunemente applicato di questi progetti è il due colori o il rapporto termometrico. Questa tecnica non è dissimile dai tipi di termometro a infrarossi finora descritti, ma misura il rapporto di energia infrarossa emessa dal materiale a due lunghezze d'onda, piuttosto che l'energia assoluta ad una lunghezza d'onda o gamma d'onda. L'uso della parola "colore" in questo contesto è un po' datato, ciònonstante questo termine non è stato sostituito. Esso ha origine nella pratica vecchia di relazionare il colore visibile alla temperatura, quindi "temperatura di colore".

Frequently Asked Questions

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Cinque modi per determinare l'emissività.


Esistono cinque modi per determinare l'emissività del materiale, al fine di garantire misure accurate di temperatura:
  1. Riscaldare un campione del materiale ad una temperatura nota, utilizzando un sensore preciso, e misurare la temperatura utilizzando lo strumento IR; quindi regolare il valore di emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta.
  2. Per temperature relativamente basse (fino a 200 ° C), si può utilizzare un pezzo di nastro adesivo che ha un'emissività di 0,95; quindi regolare il valore di emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la corretta temperatura del materiale.
  3. Per le misure di temperature elevate, si può praticare un foro (di profondità almeno 6 volte il diametro) nell'oggetto. Questo foro agisce come un corpo nero con emissività di 1,0. Misurare la temperatura nel foro, quindi regolare l'emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la corretta temperatura del materiale
  4. Se il materiale, o una sua parte può essere rivestita, si può utilizzare una vernice nera opaca che avrà un'emissività di 1.0. 1.0 Misurare la temperatura della vernice, quindi regolare l'emissività per forzare l'indicatore a visualizzare la temperatura corretta.
  5. Sono disponibili i valori di emissività standardizzati per la maggior parte dei materiali. Questi possono essere inseriti nello strumento per stimare il valore di emissività del materiale.

Come posso montare il pirometro a raggi infrarossi?


Il pirometro può essere di due tipi: a montaggio fisso o portatile. Le unità a montaggio fisso sono generalmente installate in una posizione per controllare continuamente un dato processo. Solitamente operano su linea elettrica e mirano a un unico punto. L'uscita di questo tipo di strumento può essere un display locale o remoto, con un'uscita analogica che può essere utilizzata per un altro ciclo di visualizzazione o controllo. Sono disponibili alimentazioni a batteria e "pistole" portatili ad infrarossi; queste unità sono dotate di tutte le caratteristiche dei dispositivi con attacco fisso, di solito senza l'uscita analogica a fini di controllo. In genere queste unità sono utilizzate nella manutenzione, per la diagnostica, nel controllo di qualità, e nelle misurazioni in loco dei processi.