EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH - Special-Sensors for Automation

Infrared detectors - Diagrams



I de fleste applikationer er reaktionstemperaturen for sensorer med digitale udgange og temperaturen på den varme flade ikke identiske, men den infrarøde sensors reaktionstemperatur vælges lavere end det ville være nødvendigt for at registrere den varme flade.
Det er hensigtsmæssigt, fordi der ofte forekommer udsving i temperaturer eller svingende udstrålinger fra metaloverfladerne, og den infrarøde detektor så ville foretage en uønsket tastning. Derfor vælges den infrarøde detektors reaktionstemperatur 50…100 grader lavere. I andre applikationer skal der registreres materialer, der dækker et stort temperaturområde (300..- 600 °C.). Så skal de lavest forekommende temperaturer nødvendigvis stadig kunne registreres, dvs. at den infrarøde detektors reaktionstemperatur skal vælges meget lav. Der vil derfor altid være en forskel mellem medietemperaturen og reaktionstemperaturen for den infrarøde detektor. Det er differenstemperaturen.
Sammenhængen mellem differenstemperatur og den opnåede lysindfaldsvinkel er vist i diagram 1.
For at bestemme den faktiske lysindfaldsvinkel vælger man cirklen med den ønskede skønnede differenstemperatur og finder skæringspunkterne med strålingsdiagrammerne for optikkerne A eller B. Når man har fundet disse skæringspunkter, skal det blot aflæses, hvilken vinkelstråle, der løber gennem disse punkter.
Eksempel: Differenstemperatur 100 grader, 2°-optik (B), skæringspunkt differenstemperaturcirkel, strålingsdiagrammet ligger på vinkelstråle ±1,2 grader. Den faktisk opnåede lysindfaldsvinkel er derfor 2,4 grader.
Som følge af egenskaberne for de fotoelementer, der anvendes i den infrarøde detektor og den infrarøde optik er den faktisk opnåede lysindfaldsvinkel ikke konstant, men afhænger af medietemperaturen; denne effekt kan sammenlignes med overbelysningen af et fotografi.


Hvis den varme flade er mindre end den infrarøde detektors synsfelt, kommer der mindre energi ind i åbningen på den infrarøde detektor end ved fuld dækning. Derved bestemmes temperaturen forkert af den infrarøde detektor. Det kan korrigeres, når man ved, hvor stor en del af synsfeltet, der er dækket af den varme flade.
Hvis dækningen er under 100 %, skal den infrarøde detektors reaktionstemperatur nedsættes for at registrere den varme flade (diagram 2).






For infrarøde detektorer med sfæriske optikker er synsfeltet altid cirkelformet. For en bestemt optik fremkommer der en konstant lysindfaldsvinkel ( Cos Phi ). I en på forhånd givet afstand (A) ”ser” den infrarøde detektor så en cirkelformet flade, der betegnes som sigteflade (B). Hvis en varm flade er nøjagtigt lige så stor som synsfeltet, eller større, så er dækningen 100 % (diagram 3).






Den energi, der udstråles af en varm flade med temperaturen T, fordeler sig over hele det omgivende rum. Jo længere den infrarøde detektor er væk fra den varme flade, jo mindre energi kan der komme ind i den infrarøde detektors optik. Fordi temperaturmålingen i den infrarøde detektor sker ved omregning fra energi til temperatur, måler den infrarøde detektor en lavere og lavere temperatur, jo længere den er væk fra den varme flade. Jo større afstanden er, jo mere skal den infrarøde detektors reaktionstemperatur derfor nedsættes (diagram 4).
I dette diagram forudsættes det, at den infrarøde detektors synsfelt altid er fuldt dækket.


« Anvendelsesanvisninger        « Infrarøde detektorer

powered by webEdition CMS