Mera Benelux https://merabenelux.com/ Thermografie, pyrometrie en temperatuurregistratie Mon, 03 Dec 2018 17:42:15 +0000 nl hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.2.9 https://www.merabenelux.com/wp-content/uploads/2015/10/cropped-Mera-Benelux-logo1-1-32x32.png Mera Benelux https://merabenelux.com/ 32 32 155210081 Hoe werkt een infrarood thermometer? https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-infrarood-thermometer/ https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-infrarood-thermometer/#comments Fri, 30 Nov 2018 10:00:32 +0000 https://merabenelux.com/?p=2630 Om het werkend principe achter een infrarood thermometer te beschrijven is het noodzakelijk eerst de begrippen infrarood straling en emissiviteit uit te leggen. De volgende Alinea’s beschrijven deze begrippen. Vervolgens wordt uitgelegd hoe een IR-thermometer deze principes gebruikt tijdens een meting. Wat is infrarood? Alles wat massa heeft en boven 0˚K is straalt energie uit. […]

The post Hoe werkt een infrarood thermometer? appeared first on Mera Benelux.

]]> Om het werkend principe achter een infrarood thermometer te beschrijven is het noodzakelijk eerst de begrippen infrarood straling en emissiviteit uit te leggen. De volgende Alinea’s beschrijven deze begrippen. Vervolgens wordt uitgelegd hoe een IR-thermometer deze principes gebruikt tijdens een meting.

Wat is infrarood?

Alles wat massa heeft en boven 0˚K is straalt energie uit.

Deze energie is onderdeel van het elektromagnetisch spectrum. Dit spectrum bestaat uit frequenties variërend van zichtbaar licht tot radiogolven. Deze frequenties worden uitgedrukt in micrometers, ook wel bekend als microns. Het infrarood gedeelte omvat golflengten van 0,7 tot 1000 micrometer (micron).

Slechts een klein gedeelte van het elektromagnetisch spectrum is te zien met het blote oog. Bovenstaand schema toont de verschillende typen straling die we onderscheiden binnen het elektromagnetisch spectrum.

 

 

Wat is emissiviteit?

Zoals eerder uitgelegd is IR straling niet zichtbaar met het blote oog.

Echter gedraagt het zich in veel opzichten wel hetzelfde als zichtbaar licht. Infrarode energie reist in rechte lijnen vanaf de bron en wordt geabsorbeerd en/of gereflecteerd door objecten en oppervlakken in haar pad.

 

Emissiviteit infrarood thermometer

Bij de meeste vaste, ondoorzichtige objecten zal een gedeelte van de energie worden geabsorbeerd en een gedeelte zal worden gereflecteerd. Daarnaast zal een gedeelte van de geabsorbeerde straling worden teruggekaatst en een gedeelte wordt intern gereflecteerd.

Het zelfde principe geldt voor materialen die transparant zijn voor het menselijk oog, bijvoorbeeld glas, dun plastic of bijvoorbeeld gas. Daarnaast zal een gedeelte van de IR-straling door het materiaal heen reizen.

 

 

Hoe werkt een infrarood thermometer?

Een infrarood thermometer focust straling met behulp van een lens op een sensor.

Hier wordt het de straling omgezet in elektriciteit. Deze elektriciteit wordt vervolgens gemeten en weergegeven in temperatuurwaarden nadat deze is gecompenseerd voor de omgevingstemperatuur.

eenvoudige infrood thermomer

Met behulp van een dergelijke opstelling is het mogelijk om contactloos temperatuur te meten. Dit is praktisch in gevallen waarin het niet mogelijk is om gebruik te maken van thermokoppels of andere soorten sondes.

Bijvoorbeeld wanneer het te meten object beweegt; wanneer een snelle reactie noodzakelijk is; of bijvoorbeeld wanneer het zich in een geconditioneerde ruimte of een vacuüm bevindt.

 

Specifieke toepassingen van infrarood thermometers

In sommige specifieke toepassingen is het noodzakelijk gebruik te maken van uitgebreidere infrarood thermometers.

Bijvoorbeeld om de invloed van omgevingsomstandigheden uit te sluiten of specifieke materialen te meten zoals de temperatuur van dun plastic. Uitgebreidere IR-thermometers maken gebruik van selectieve frequentie filtering van de inkomende straling.

contactloze infrarood stralingsthermometer

Een golfband van 8-14 microns kan daarom bijvoorbeeld gebruikt worden voor het uitsluiten van de invloed van luchtvochtigheid over een lang(er) meetbereik. Een golflengte van 3.86 microns wordt gebruikt om de interferentie van koolstofdioxide (CO2) en waterdamp (H2O) te vermijden bij vuur of uitlaatgassen.

 

Ons aanbod infrarood thermometers

The post Hoe werkt een infrarood thermometer? appeared first on Mera Benelux.

]]> https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-infrarood-thermometer/feed/ 156 2630 7 voordelen van contactloze thermometers https://www.merabenelux.com/7-voordelen-van-contactloze-thermometers/ https://www.merabenelux.com/7-voordelen-van-contactloze-thermometers/#comments Mon, 26 Nov 2018 18:34:36 +0000 https://merabenelux.com/?p=2576 Temperatuur behoort tot de meest gemeten fysieke hoeveelheden. Het speelt namelijk een belangrijke rol als indicator van de status van een product of apparaat. Bijvoorbeeld tijdens de productie of tijdens kwaliteitscontrole. Contactloze thermometers kunnen hierbij een belangrijke rol spelen. In het algemeen geldt dat nauwkeurige temperatuurbewaking de kwaliteit en productiviteit verbeterd. Bijvoorbeeld door downtime te verminderen. […]

The post 7 voordelen van contactloze thermometers appeared first on Mera Benelux.

]]> Temperatuur behoort tot de meest gemeten fysieke hoeveelheden. Het speelt namelijk een belangrijke rol als indicator van de status van een product of apparaat. Bijvoorbeeld tijdens de productie of tijdens kwaliteitscontrole. Contactloze thermometers kunnen hierbij een belangrijke rol spelen.

In het algemeen geldt dat nauwkeurige temperatuurbewaking de kwaliteit en productiviteit verbeterd. Bijvoorbeeld door downtime te verminderen. Dit is mogelijk omdat productie zonder onderbrekingen en onder optimale omstandigheden kan verlopen.

Contactloze thermometers worden al decennia gebruikt. Maar dankzij innovaties is de techniek toegankelijker geworden. Niet alleen zijn de kosten verlaagd maar ook de betrouwbaarheid is verhoogd. Dit alles heeft geleid tot de ontwikkeling van contactloze infraroodsensoren met kleinere meeteenheden.

7 voordelen van contactloze thermometers

7 voordelen van contactloze thermometers

  1. Het is snel (in het ms-bereik). Tijdbesparing maakt de uitvoering van meer metingen; en de verzameling van gegevens mogelijk.
  2. Het vergemakkelijkt het meten van bewegende doelen. Bijvoorbeeld tijdens transport processen.
  3. Geen risico’s bij gevaarlijke of ontoegankelijke objecten. Bijvoorbeeld objecten op grote afstand, met zeer hoge temperaturen of onderdelen onder hoogspanning.
  4. Geen problemen bij hoge temperaturen (> 1300 ° C). In het geval van metingen met hoge temperaturen kunnen contact-thermometers niet gebruikt worden of worden beperkt in levensduur.
  5. Geen interferentie. Met andere woorden, er gaat geen energie verloren van het doelwit. Bijvoorbeeld bij slechte warmtegeleiders zoals hout of kunststof. Contactloze metingen zijn extreem nauwkeurig; zonder vervorming van meetgegevens.
  6. Geen risico op besmetting. Omdat er geen contact is met het voorwerp is er ook geen kans op besmetting. Dit in tegenstelling tot contactmetingen met bijvoorbeeld een steekthermometer.
  7. Geen slijtage. Er is geen mechanisch effect op het oppervlak van het voorwerp. Gelakte oppervlakken worden bijvoorbeeld niet bekrast en zachte oppervlakken kunnen ook worden gemeten.

Aandachtspunten bij het gebruik van contactloze thermometers

Naast de voordelen van infrarood metingen zijn er ook aandachtspunten waar rekening mee gehouden moet worden, namelijk:

  1. Het doelwit moet (infrarood) optisch zichtbaar zijn voor de thermometer. Veel stof of rook maken metingen minder nauwkeurig. Concrete obstakels laten alleen actuele metingen toe; de binnenkant van een container kan niet worden gemeten. In sommige gevallen kan een stralingsthermometer met een specifieke frequentie uitkomst bieden.
  2. De optica van de sensor moet worden beschermd tegen stof en condens.
  3. Normaal gesproken kunnen alleen oppervlakte temperaturen worden gemeten, met de emissie van verschillende materialen in aanmerking genomen.

Kortom, de belangrijkste voordelen van contactloze thermometers zijn snelheid. Het gebrek aan interferentie. En de mogelijkheid hoge temperaturen (tot 3000 ° C) te meten. Houdt er rekening mee dat er in het algemeen alleen oppervlakte temperaturen kunnen worden gemeten.

 

Ons aanbod contactloze thermometers

The post 7 voordelen van contactloze thermometers appeared first on Mera Benelux.

]]> https://www.merabenelux.com/7-voordelen-van-contactloze-thermometers/feed/ 17 2576 Hoe werkt een infrarood stralingsthermometer? https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-stralingsthermometer/ https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-stralingsthermometer/#comments Fri, 23 Nov 2018 11:07:19 +0000 https://merabenelux.com/?p=2545 Stralingsthermometers meten de thermische energie die door een bron wordt uitgezonden en relateren dit aan zijn temperatuur aan de hand van de stralingswet van Planck. Doorgaans bestaan stralingsthermometers (ook wel: pyrometers) uit optica (meestal lenzen) om de uitgezonden energie op een sensor te richten en te verzamelen. Het signaal van de detector kan direct worden […]

The post Hoe werkt een infrarood stralingsthermometer? appeared first on Mera Benelux.

]]> Stralingsthermometers meten de thermische energie die door een bron wordt uitgezonden en relateren dit aan zijn temperatuur aan de hand van de stralingswet van Planck. Doorgaans bestaan stralingsthermometers (ook wel: pyrometers) uit optica (meestal lenzen) om de uitgezonden energie op een sensor te richten en te verzamelen. Het signaal van de detector kan direct worden gemeten of kan met behulp van electronica worden omgezet in een temperatuur.

contactloze infrarood stralingsthermometer

Meestal worden er filters gebruikt om de golflengte of golflengteband te definiëren waarover de uitgezonden energie wordt gemeten. Afhankelijk van de toepassing wordt er een specifieke gedefinieerde golflengte of bandbreedte gekozen. Hierdoor zijn stralingsthermometers beschikbaar voor een groot aantal verschillende toepassingen. Voor het meten van hoge temperaturen moet een thermometer worden gekozen die op een korte golflengte werkt, omdat de veranderingssnelheid van de straling zeer hoog is. Voor lage temperatuurtoepassingen waarbij de hoeveelheid uitgezonden straling laag is, is een instrument dat op langere golflengten werkt vereist.

De stralingswet van Planck

De intensiteit van een ‘ideale uitzender’ (een zwart lichaam of black body) wordt gegeven door de stralingswet van Planck. Deze is alleen afhankelijk van de temperatuur T (in Kelvin) en de golflengte van de straling (in micrometers). Onderstaande figuur toont dat de intensiteit tot een piek stijgt en vervolgens afneemt naarmate de golflengte toeneemt.

Bij lage temperaturen is de intensiteit laag en volledig in het infrarood (A> 0,7 μm), maar naarmate de temperatuur stijgt, neemt de intensiteit van de straling toe en de piek beweegt naar kortere golflengten. De gevoeligheid is dan zeer hoog maar bij langere golflengten is de gevoeligheid lager.

stralingswet van planck

 

De intensiteit van thermische straling versus golflengte bij verschillende temperaturen. De stippellijn geeft het golflengtebereik van zichtbare straling aan. De straling, uitgezet op de Y-as, is logaritmisch.

Zwart Lichaam of Black Body

Een zwarte straler of zwart lichaam (Engels: black body) is ‘ideale uitzender’ die alle elektromagnetische straling die erop valt, absorbeert. Door deze absorptie wordt de temperatuur van de zwarte straler hoger dan de omgevingstemperatuur. Deze temperatuur wordt uitgestraald in de vorm van elektromagnetische straling.

Bij lage temperaturen bevindt de straling zich voornamelijk in het infrarode spectrum. Pas bij zeer hoge temperaturen wordt de zwarte straler roodgloeiend of witheet, en wordt de straling waarneembaar met het blote oog.

In theorie zal een ‘zwarte straler’ echter altijd op alle golflengten uitzenden. Een zwarte straler is een ‘ideale uitzender’ en zendt, bij gegeven temperatuur, de maximaal mogelijke hoeveelheid energie per oppervlakte-eenheid uit op elke golflengte.

 

Ons aanbod stralingsthermometers

The post Hoe werkt een infrarood stralingsthermometer? appeared first on Mera Benelux.

]]> https://www.merabenelux.com/hoe-werkt-een-stralingsthermometer/feed/ 15 2545 De gemoduleerde stralingsmethode https://www.merabenelux.com/de-gemoduleerde-stralingsmethode/ https://www.merabenelux.com/de-gemoduleerde-stralingsmethode/#comments Fri, 23 Nov 2018 11:00:56 +0000 https://merabenelux.com/?p=2541 De term gemoduleerde straling wordt hoofdzakelijk gebruikt om de mechanische of optische modulatie van thermische infraroodstraling te beschrijven. In het algemeen wordt dit bereikt door een optische modulator die periodiek de invallende straling van het doelwit naar de sensor onderbreken. Een optische modulator bestaat veelal uit mechanische bladen aangedreven door een elektromotor. Tijdens elke onderbreking wordt […]

The post De gemoduleerde stralingsmethode appeared first on Mera Benelux.

]]> De term gemoduleerde straling wordt hoofdzakelijk gebruikt om de mechanische of optische modulatie van thermische infraroodstraling te beschrijven.

In het algemeen wordt dit bereikt door een optische modulator die periodiek de invallende straling van het doelwit naar de sensor onderbreken. Een optische modulator bestaat veelal uit mechanische bladen aangedreven door een elektromotor. Tijdens elke onderbreking wordt de sensor blootgesteld aan referentiestraling. In het algemeen met behulp van een interne black body referentiebron met een gedefinieerde temperatuur.

gemoduleerde stralingsmethode

 

Redenen voor de gemoduleerde stralingsmethode

Het bedienen van Pyro-elektrische sensoren

Hoogwaardige pyro-elektrische infraroodsensoren dienen de gemoduleerde stralingsmethode te hanteren omdat deze enkel reageren op stralingsverschillen, niet op absolute stralingsintensiteiten. Pyro-elektronica behoren tot de beste niet-gekoelde sensoren beschikbaar. Vooral wanneer het aankomt op nauwkeurigheid, snelle responstijd, betrouwbaarheid en stabiliteit.

Het verminderen van signaalruis

De gemoduleerde stralingsmethode levert automatisch een gemoduleerd signaal met een gedefinieerde frequentie. Een dergelijk signaal leent zich voor smalle band filtering per fase-gevoelige demodulatie of digitale signaalverwerking; voor onovertroffen ruisonderdrukking en signaalstabiliteit.

Het elimineren van thermische drift

Sensoren in alle infrarood stralingsthermometers onderscheppen infrarode straling die door het te meten doelwit wordt uitgezonden en, tegelijkertijd, de straling uitgezonden door de sensor-behuizing.

Voor niet-gemoduleerde stralingsthermometers geldt dat de straling van de sensor-behuizing – die overeenkomt met de behuizingstemperatuur van de pyrometer – aanleiding geeft voor een afwijking op het uitgangssignaal van de sensor en de daaropvolgende thermische drift, wanneer de behuizingstemperatuur verandert.

Ook voor niet-gemoduleerde stralingsthermometers die lage temperaturen meten op/onder de omgevingstemperatuur – of wanneer er gebruik wordt gemaakt van een klein doelgebied – overschrijdt de afwijking het gedetecteerde signaal met twee ordes van grootte.

In een typische opstelling met een sensor met een gezichtsveld van 20˚ is de stralingsafwijking bij benadering 100x hoger dan het gemeten signaal van een doelwit bij omgevingstemperatuur.

Correcte compensatie van deze afwijking voor een gespecificeerde nauwkeurigheid van 1°C zou een stabilisatie van de behuizingstemperatuur vereisen van meer dan 1˚C/100=0.01°C; een vrijwel onmogelijke specificatie voor betaalbare, industriële, niet-gemoduleerde stralingsthermometers.

Door gebruikt te maken van gemoduleerde stralingsmethode kan dit probleem volledig worden geëlimineerd. Een stralingsthermometer werkzaam volgens deze methode evalueert twee opeenvolgende signalen:

 

S1 = Sdoelwit + Afwijking

S2 = Sreferentie + Afwijking

Sdelta = S1 – S2 = Sdoelwit – Sreferentie

 

Tijdens korte modulatiecycli – die doorgaans in het milliseconde bereik liggen –wijzigen de behuizingstemperatuur van de pyrometer en de afwijking niet. De afwijking wordt dus volledig geëlimineerd en vervangen door het referentiesignaal, die eenvoudig gemeten of gecontroleerd kan worden binnen de gespecificeerde referentienauwkeurigheid van < 1˚C op het toegestane omgevingstemperatuurbereik.

 

Ons aanbod stralingsthermometers

The post De gemoduleerde stralingsmethode appeared first on Mera Benelux.

]]> https://www.merabenelux.com/de-gemoduleerde-stralingsmethode/feed/ 114 2541