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

Infraröda detektorer - Diagrammer




I de flesta applikationerna är reaktionstemperaturen för växlande sensorer ej identisk med temperaturen för den varma ytan, utan man väljer en lägre reaktionstemperatur för den infraröda sensorn än vad som skulle vara nödvändigt för att känna av den varma ytan.
Detta görs för att temperatursvängningar eller varierande utstrålning från metalliska ytor förekommer, dessa kan leda till oönskade signaler från den infraröda detektorn. Därför väljs reaktionstemperaturen för den infraröda detektorn 50…100 grader lägre. I andra applikationer ska material kännas av som spänner över ett stort temperaturområde (300…600 ºC). I dessa fall ska även den lägsta förekommande temperaturen kunna kännas av, dvs. en mycket låg reaktionstemperatur måste väljas för den infraröda detektorn. Därför finns det alltid en skillnad mellan mediets temperatur och detektorns reaktionstemperatur. Detta är differenstemperaturen.

Sambandet mellan differenstemperatur och avkänningsvinkel visas i diagram 1.
För att beräkna den faktiska avkänningsvinkeln väljer man cirkeln med den önskade eller uppskattade differenstemperaturen och letar upp skärningspunkterna med strålningsdiagrammen för optik A eller B. När man har hittat dessa skärningspunkter behöver man bara läsa av vilken vinkelstråle som går igenom dessa punkter.
Exempel: Differenstemperatur 100 grader, 2°-optik (B), skärningspunkten mellan differenstemperatur-cirkel och strålningsdiagram ligger på vinkelstråle ±1,2 grader. Den faktiska avkänningsvinkeln är därmed 2,4 grader.
På grund av egenskaperna för fotoelementen och den infraröda optiken som används i detektorn är den faktiska avkänningsvinkeln inte konstant utan beroende av mediets temperatur. Denna effekt kan jämföras med överexponering av ett fotografi.


När den varma ytan är mindre än avkänningsfältet för den infraröda detektorn släpps mindre energi in i detektorns öppning än vid full belysning. Då beräknas temperaturen felaktigt av den infraröda detektorn. Detta kan korrigeras när man vet vilken andel av avkänningsfältet som täcks av den varma ytan.

När belysningen är under 100 % ska detektorns reaktionstemperatur minskas för att kunna känna av den varma ytan (diagram 2).





För infraröda detektorer med sfäriska optiker är avkänningsfältet alltid cirkelformat. För en viss optik blir avkänningsvinkeln konstant (Cos Phi ). På ett föreskrivet avstånd (A) "ser" då den infraröda detektorn en cirkelformad yta som betecknas som synlig yta (B). När en varm yta är lika stor eller större än avkänningsfältet är belysningen 100% (diagram 3).





Energin som utstrålas av en varm yta med temperatur T fördelas över hela det omgivande rummet. Ju längre bort från den varma ytan den infraröda detektorn befinner sig desto mindre energi släpps in i detektorns optik. Då temperaturmätningen i en infraröd detektor sker genom att räkna om energi till temperatur mäter detektorn en allt lägre temperatur ju längre från den varma ytan den befinner sig. Ju större avstånd, desto mer måste därför detektorns reaktionstemperatur sänkas (diagram 4).
Detta diagram förutsätter att detektorns avkänningsfält alltid är fullt belyst.

« Funktion och användning        « Infraröda detektorer

powered by webEdition CMS