Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc
Các thành phần nhạy cảm của nó không tiếp xúc với đối tượng được thử nghiệm, còn được gọi là dụng cụ đo nhiệt độ không tiếp xúc. Thiết bị này có thể được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt của các vật thể chuyển động, các mục tiêu nhỏ và các vật thể có công suất nhiệt nhỏ hoặc thay đổi nhiệt độ nhanh (nhất thời), cũng như sự phân bố nhiệt độ của trường nhiệt độ.
Nhiệt kế không tiếp xúc được sử dụng phổ biến nhất được gọi là nhiệt kế bức xạ dựa trên định luật cơ bản của bức xạ vật đen. Phép đo nhiệt bức xạ bao gồm phương pháp đo độ sáng (xem hỏa kế quang học), phương pháp bức xạ (xem hỏa kế bức xạ) và phương pháp đo màu (xem nhiệt kế đo màu). Các phương pháp đo nhiệt độ bức xạ khác nhau chỉ có thể đo nhiệt độ trắc quang, nhiệt độ bức xạ hoặc nhiệt độ so màu tương ứng. Chỉ có nhiệt độ đo được cho vật đen (một vật thể hấp thụ tất cả bức xạ nhưng không phản xạ ánh sáng) mới là nhiệt độ thực. Nếu nhiệt độ thực của vật thể được đo, độ phát xạ của bề mặt vật liệu phải được hiệu chỉnh. Độ phát xạ của bề mặt vật liệu không chỉ được xác định bởi nhiệt độ và bước sóng, mà còn liên quan đến trạng thái bề mặt, màng và cấu trúc vi mô, do đó rất khó đo chính xác. Trong sản xuất tự động, thường cần sử dụng nhiệt kế bức xạ để đo hoặc kiểm soát nhiệt độ bề mặt của một số vật thể, chẳng hạn như nhiệt độ cán của dải thép, nhiệt độ con lăn, nhiệt độ rèn và nhiệt độ của các kim loại nóng chảy khác nhau trong lò luyện kim hoặc nồi nấu kim loại trong luyện kim. Trong những trường hợp cụ thể này, rất khó để đo độ phát xạ của bề mặt vật thể. Để tự động đo và kiểm soát nhiệt độ bề mặt rắn, có thể sử dụng một gương phản xạ bổ sung để tạo thành khoang vật đen cùng với bề mặt được đo. Ảnh hưởng của bức xạ bổ sung có thể làm tăng bức xạ hiệu dụng và hệ số phát xạ hiệu dụng của bề mặt được đo. Bằng cách sử dụng hệ số phát xạ hiệu quả và điều chỉnh nhiệt độ đo được thông qua một thiết bị, có thể thu được nhiệt độ thực của bề mặt đo được. Gương phản xạ bổ sung điển hình nhất là gương phản xạ hình bán cầu. Bức xạ khuếch tán của bề mặt đo được gần tâm quả bóng có thể bị gương bán cầu phản xạ trở lại bề mặt, tạo thành bức xạ bổ sung, do đó cải thiện hệ số phát xạ hiệu quả ε Là hệ số phát xạ của bề mặt vật liệu, ρ Là hệ số phản xạ của gương phản xạ. Đối với phép đo bức xạ nhiệt độ thực của môi trường khí và chất lỏng, có thể sử dụng phương pháp đưa ống vật liệu chịu nhiệt đến một độ sâu nhất định để tạo thành khoang vật đen. Tính hệ số tỏa nhiệt hiệu dụng của khoang hình trụ sau khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt với môi trường thông qua tính toán. Trong phép đo và điều khiển tự động, giá trị này có thể được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ đáy khoang đo được (tức là nhiệt độ trung bình) để thu được nhiệt độ thực của môi trường.
Ưu điểm của phép đo nhiệt độ không tiếp xúc: Giới hạn trên của phép đo không bị giới hạn bởi điện trở nhiệt của phần tử cảm biến nhiệt độ, do đó về nguyên tắc không có giới hạn về nhiệt độ tối đa có thể đo được. Đối với nhiệt độ cao trên 1800 độ, phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc chủ yếu được sử dụng. Với sự phát triển của công nghệ hồng ngoại, phép đo nhiệt độ bức xạ đã dần được mở rộng từ ánh sáng khả kiến sang hồng ngoại và đã được áp dụng từ dưới 700 độ đến nhiệt độ phòng với độ phân giải cao.
