Pengukuran suhu tanpa kontak Termometer non-kontak mengacu pada pengukuran suhu suatu benda menggunakan sinar infra merah yang dipancarkan oleh benda tersebut. Ini adalah teknik yang lebih disukai untuk benda-benda kecil, bergerak, atau sulit dijangkau; proses dinamis yang membutuhkan respons cepat. Memahami dasar-dasar teknologi pengukuran suhu, parameternya, dan berbagai fitur yang tersedia dapat membantu memilih perangkat pengukuran suhu non-kontak terbaik untuk aplikasi tertentu. Termometer non-kontak memperkirakan suhu permukaan suatu objek dengan mengukur radiasi infra merah yang dipancarkan oleh objek tersebut. Infra merah adalah bagian dari spektrum elektromagnetik di luar respons penglihatan mata manusia. Panjang gelombang IR berkisar dari 0,75 µm hingga 1000 µm.
Suhu memegang peranan penting dalam berbagai industri, dalam manufaktur, pengendalian mutu, industri medis, dsb. Pemantauan suhu yang akurat meningkatkan mutu produk dan produktivitas. Teknologi inframerah telah berhasil digunakan dalam lingkungan industri dan penelitian selama bertahun-tahun. Namun, inovasi teknis baru telah mengurangi biaya dan menarik banyak pengguna dan aplikasi. Keunggulan utama termometer IR nonkontak adalah kecepatan, tidak adanya gangguan, dan kemampuan untuk mengukur dalam rentang suhu tinggi hingga 3000°C. Termometer inframerah juga dapat digunakan untuk benda yang bergerak dan tidak dapat diakses. Namun, teknologi inframerah hanya dapat digunakan untuk mengukur suhu permukaan.
Tergantung pada suhunya, setiap bentuk materi memancarkan radiasi infra merah ketika suhunya di atas nol mutlak. Suhu suatu objek bergantung pada intensitas gerakan molekulnya. Radiasi infra merah yang dipancarkan oleh target dapat digunakan untuk memperkirakan suhu permukaannya. 파이로미터 (적외선 고온계) Termometer inframerah digunakan untuk mengumpulkan radiasi inframerah ini dan menentukan suhu. Tergantung pada berbagai aplikasinya, ada berbagai macam pirometer yang tersedia dan diproduksi saat ini.
Pirometer dua warna atau pirometer rasio mengukur suhu berdasarkan dua (atau lebih) panjang gelombang diskrit. Keuntungan utama pirometer rasio adalah bahwa pengukuran tidak bergantung pada emisivitas dan karenanya fluktuasi emisivitas tidak berpengaruh pada pengukuran suhu. Pengukuran suhu dalam kasus ini bergantung pada rasio emisivitas material pada dua panjang gelombang diskrit.
Termometer Emisivitas dan Radiasi
Emisivitas mendefinisikan fraksi radiasi yang dipancarkan oleh suatu objek dibandingkan dengan yang dipancarkan oleh benda hitam pada suhu yang sama. Emisivitas bergantung pada jenis material dan kondisi permukaannya. Emisivitas dapat bervariasi dari mendekati nol hingga hampir satu untuk material tertentu. Pengetahuan tentang emisivitas suatu objek diperlukan untuk menentukan suhu yang tepat. Nilai emisivitas tercantum dalam literatur untuk berbagai material dan pita spektral atau nilai-nilai ini dapat ditentukan juga.
Pirometer warna tunggal mengukur dan mengevaluasi intensitas radiasi inframerah yang dicegat. Intensitas diukur dalam pita panjang gelombang yang sempit. Pemilihan pita panjang gelombang bergantung pada rentang suhu dan jenis material yang akan diukur.
Pengukuran Akurat
Ketepatan pengukuran suhu sangat bergantung pada pengaturan yang tepat dari parameter yang dibutuhkan. Pengaturan emisivitas merupakan salah satu hal yang penting.
Radiasi target termal selalu mengandung radiasi liar yang dipancarkan oleh lingkungan sekitar area target dan dipantulkan oleh permukaan target. Umumnya suhu sekitar sering dianggap sama dengan suhu sensor. Jika target terpapar pada kondisi sekitar yang berbeda, misalnya, di dalam tungku yang dipanaskan, di dalam ruang panas, penyesuaian diperlukan untuk pengukuran yang akurat. Gas, uap air, debu, dan partikel lain di jalur penglihatan sensor dapat memengaruhi pembacaan suhu. Karena kedua saluran optik sama-sama terpengaruh, pirometer rasio umumnya kebal terhadap pengaburan jalur penglihatan, dan rasio warna sinyal tetap tidak terpengaruh.
Termometer radiasi sangat terpengaruh oleh perubahan suhu sekitar. Untuk mempertahankan akurasi pengukuran yang tinggi, diperlukan kompensasi yang tepat terhadap pergeseran suhu ini.
Optik
Optik dalam termometer radiasi biasanya bertipe fokus tetap. Area target yang diukur oleh pirometer disebut ukuran titiknya. Untuk pengukuran yang akurat dalam pirometer warna tunggal, ukuran titik harus lebih kecil dari objek. Namun, pirometer rasio dapat mengukur suhu objek yang ukurannya lebih kecil dari ukuran titiknya. Rincian tentang ukuran titik dan optik pirometer selalu tersedia dari produsen pirometer. Dengan rincian yang diberikan tentang bidang pandang pirometer, ukuran titik pada jarak tertentu dapat dihitung dan dengan demikian jarak pengukuran pirometer dapat diputuskan. FOV memungkinkan perhitungan mudah ukuran target minimum untuk setiap jarak kerja. Ukuran yang mudah adalah rasio jarak ke target, misalnya, 50:1, yang menunjukkan target minimum 1 mm pada jarak pengukuran 50 mm.
Pirometer Serat Optik Digunakan untuk aplikasi yang melibatkan medan interferensi listrik atau magnetik yang kuat. Hal ini memungkinkan penempatan sistem elektronik di luar zona bahaya. Serat optik memungkinkan pemisahan fisik rakitan lensa dari detektor dan elektronik pengolahan sinyal.
Mengukur Objek
Termometer radiasi kini banyak digunakan di berbagai industri untuk berbagai aplikasi. Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu logam, plastik, kaca, dan juga dalam industri medis.
Karena logam sering memantulkan, logam cenderung memiliki emisivitas rendah. Emisivitas rendah berarti energi yang dipancarkan dari permukaan logam sangat rendah, yang dapat menyebabkan hasil yang tidak dapat diandalkan. Memilih instrumen yang mengukur radiasi infra merah pada panjang gelombang tertentu dan dalam rentang suhu tertentu di mana logam memiliki emisivitas tertinggi dapat meminimalkan kesalahan. Panjang gelombang optimal untuk suhu tinggi dalam kasus logam adalah sekitar 0,8 hingga 1,0 µm. Panjang gelombang 1,6, 2,2, dan 3,9 µm juga memungkinkan.
Saat mengukur suhu kaca dengan termometer inframerah, baik reflektansi maupun transmitansi harus diperhitungkan. Dengan memilih panjang gelombang secara cermat, suhu permukaan dan kedalaman dapat diukur. Saat melakukan pengukuran di bawah permukaan, sensor dengan panjang gelombang 1,0, 2,2, atau 3,9 µm harus digunakan. Sensor dengan panjang gelombang 5 µm untuk suhu permukaan kaca direkomendasikan. Karena kaca merupakan konduktor panas yang buruk, dan dapat mengubah suhu permukaan dengan cepat, perangkat pengukuran dengan waktu respons yang singkat direkomendasikan.
