De temperatuur van een oppervlakte of een object kan worden gemeten door de hoeveelheid infraroodstraling die het object uitstraalt. Hoe warmer het object, hoe meer infraroodstraling. De temperatuursensor meet de hoeveelheid infrarode straling om de oppervlaktetemperatuur van het object binnen een gedefinieerde spot te bepalen. In de sensor wordt de gemeten waarde van de straling omgezet tot een bruikbare meeteenheid: graden Celsius. Per toepassing kan de geschikte sensor hiervoor verschillen. In dit artikel bespreken we de drie hoofdcriteria bij het vaststellen van de geschikte temperatuursensor: het materiaal, de meetomvang en omgevingsinvloeden.
1. Type materiaal
Ten eerste is het belangrijk om na te gaan met welke materialen er gewerkt wordt in de desbetreffende toepassing. Eerder hebben we gesproken over het feit dat warmte niets anders is dan infrarode straling. Materialen kunnen ingedeeld worden opgedeeld in non-reflectieve en reflectieve materialen. Hieronder wordt deze eigenschap nader toegelicht.
Reflectieve materialen
Materialen zoals metaal vallen onder de categorie reflectief. Dit betekent dat deze in staat zijn de warmte van andere objecten te reflecteren. Een normale temperatuursensor, ook wel pyrometer, neemt de gereflecteerde warmte waar als zijnde de eigen warmte van het object. De meting is hierdoor niet betrouwbaar. Voor deze materialen wordt gebruik gemaakt van speciale temperatuursensoren die in een korter spectraal bereik meten waardoor alleen de daadwerkelijke warmteafgifte van het reflectieve materiaal wordt gemeten. Hierdoor is de meting wel betrouwbaar. Een voorbeeld van een temperatuursensor die toepasbaar is in deze situatie is de i-Tec USB serie.
Non-reflectieve materialen
Voor niet-reflectieve materialen is een reguliere pyrometer voldoende. Denk hierbij aan materialen zoals papier, karton, asfalt, voedingsmiddelen, plastic, rubber en oppervlakten met een verflaag. De sensoren die voor deze materialen worden gebruikt meten binnen een lange golflengte. Dit is voldoende voor een betrouwbare temperatuurmeting omdat het materiaal nauwelijks warmte van andere bronnen reflecteert. De i-Tec E serie zou in zulke gevallen een oplossing kunnen bieden.
2. De meetomvang
Een tweede punt van aandacht is de meetomvang. Hieronder moet verstaan worden: de meetoppervlakte en meetafstand. De sensor meet de gemiddelde temperatuur binnen een meetoppervlakte. Deze meetoppervlakte, ook wel de meetspot, is afhankelijk van het optiek van de sensor.
Er kan voor de meeste sensoren een keuze gemaakt worden in het soort optiek. De gewenste meetoppervlakte en de meetafstand zijn hierin bepalend voor het type optiek.
Binnen iedere optiek kan de meetoppervlakte op iedere gegeven afstand bepaald worden door de D:S-ratio (Distance-to-Spot-Size-ratio) te gebruiken.
Zo is de i-Tec Cube XSA0.7-2M-10V een voorbeeld van een temperatuursensor, die te gebruiken is bij een zeer kleine meetspot.
3. Omgevingsinvloeden
Als laatste wordt er gekeken naar omgevingsinvloeden in de toepassing waarvoor de sensor moet worden gekozen. Dit zijn met name de omgevingstemperatuur en hinderende factoren zoals stof en stoom. De invloed van deze omgevingsfactoren wordt hieronder verder besproken.
Omgevingstemperatuur
In omgevingen op kamertemperatuur is het mogelijk een normale sensor te gebruiken zonder enige vorm van koeling. Voor warmere omgevingen zijn er speciale high-ambient-temperature modellen of modellen met lucht- of waterkoeling. Denk aan toepassingen waarbij de oppervlaktetemperatuur van een hete metalen plaat moet worden vastgesteld. In deze toepassing is de omgevingstemperatuur veel warmer.
Hinderende factoren
Er zijn ook toepassingen waarbij de sensor hinder kan ondervinden van omgevingsinvloeden zoals stof, stoom en rook. Deze kunnen de meting nadelig beïnvloeden. Speciale uitvoeringen zijn beschikbaar voor gebruik in omgevingen met veel vervuiling of gassen in de lucht. Wanneer de lucht in een omgeving er schoon uitziet voor het blote oog, is het voor een reguliere sensor meestal geen probleem om betrouwbare metingen te kunnen doen.
Mocht je nog vragen hebben over het kiezen van de juiste temperatuursensor, dan kun je voor meer informatie contact opnemen met een van onze experts via info@sensor.nl of via +31 (0)416-378239.
Welke infrarood temperatuursensor kun je kiezen?
Om een indruk te geven van de inzetbaarheid van onze verschillende temperatuursensoren op basis van de bovenstaande punten volgt een overzicht. In de tabel zijn onze series pyrometers benoemd met daarbij de vermelding van het te meten materiaal, de beschikbare spotverhoudingen en de toepasbaarheid op basis van externe invloedsfactoren.
