温度传感器
阵容
FT系列数字红外温度传感器具有宽温度检测范围、高响应性、长检测距离、安装和设置方便等特点。用于温度检测的热电堆(热电偶阵列)的远红外共振膜的厚度尽可能地降低，以允许有效的热电偶排列。这使得对吸收热量的快速可靠检测成为可能，提高了热电堆的响应速度。该产品有两种型号:高温型号和中低温型号。由于可以用可见激光束直观地检查检测区域，因此在安装过程中很容易校准传感器位置。目标的当前温度可以直接输入到放大器单元。这就省去了为每个目标设定发射率所需的工作。
温度传感器是一种可以测量目标瞄准段温度的装置。传感器将测得的温度转换成电信号输出。温度传感器分为接触式和非接触式两种。前者包括热敏电阻、热电偶和电阻温度计。后者包括红外温度传感器和色温传感器。
红外温度传感器的传感器头结构紧凑，探测距离不限。它们对安装位置和空间的限制较少。
红外温度传感器原理
红外线温度传感器利用以下原理探测物体发出的红外线，测量物体的温度。
1.物体发出的红外线被一个透镜收集，并被定向到一个叫做热电堆的传感元件上。
2.当热电堆吸收红外线并且其温度升高时，它根据温度产生电信号。
3.基于物体的发射率，显示这些电信号和校正，并显示温度。
热电堆具有许多热电偶串联在一起的结构。热电偶的热结放置在中心，冷结放置在外围。透镜收集的红外线只照射热结，只有热结被加热。塞贝克效应在热节点和冷节点之间产生电压差，从而允许温度测量。
什么是辐射率:
发射率表示热辐射(红外线)从一个数字0到1的物体发射的容易程度。发出最大可能辐射的物体的辐射率为1。发射率为1的物体称为黑体。所有红外线都能反射或穿过的物体(如空气)的发射率为0。物体的发射率一般在0到1之间。即使材料相同，表面粗糙的物体的发射率也更高。
如何确定发射率：
如果对象的发射率被描述为任何参考或其他材料中的物理常数，则使用该值。通过考虑测量发射率的条件（例如物体的表面状况）来确定发射率。如果发射率未知，请测量实际对象的温度并使用辐射温度计上显示的值。
KEYENCE的红外温度传感器
为了使用红外温度传感器正确测量温度，需要提前设置目标物体的发射率。然而，设定发射率需要劳动和困难的操作，包括各种计算和设定特定的目标材料。
FT系列消除了这种劳动和这些困难的操作。如果目标的发射率已知，只需直接在放大器上输入该值。即使发射率未知，您也可以通过在目标上应用/粘贴可选的黑体喷剂/胶带，并使用FT系列测量温度，轻松设置发射率。
温度传感器的优点
使用温度传感器监测制造现场设备的温度可以防止因过载或电流过大或设备故障而引起的各种问题。也可以通过最佳时间激活冷却设备。
测量温度可以防止设备因受热影响而出现问题。例如，当温度传感器设置上下限温度来开启/关闭加工机电机的冷却设备时，当电机因过载或其他原因而发热时，可以在适当的时间对其进行冷却。
由于温度传感器可以连续监测温度，因此可以理解电机达到规定温度然后冷却的过程。因此，可以在早期阶段发现并解决问题。例如，如果即使加工机器正在运行，电机的温度也没有正常变化，则冷却设备可能无法正常运行，或者电机可能因负载过大而过热。
当使用温度传感器测量目标周围的温度时，可以检测到由于空调系统异常而导致的温度已达到上限或下限，也可以保持目标的最佳温度控制。这可以防止因温度异常而产生的不良产品等问题。
使用温度传感器可防止涂层过程中温度异常上升或下降引起的问题。当温度传感器设置有上限和下限温度以开启/关闭涂层过程的空调系统时，可使用适当的温度传感器对管道进行加热或冷却吃时间。
由于温度传感器可以连续监测温度，因此可以理解到达指定温度的过程。这允许适当的加热和冷却，并准确控制涂料干燥所需的时间。您还可以快速发现问题，例如即使在空调系统运行时，即使温度不会连续变化。这有助于最大限度地减少缺陷产品的释放。
红外温度传感器可以远距离精确测量温度。您可以通过测量加工过程中微小零件的温度或检测工具和材料的异常温度来防止产生缺陷产品。
使用红外温度传感器可以防止诸如低焊接温度引起的问题。当将温度传感器设定为需要激活焊料加热设备的温度时，可以在适当的时间开始加热。
红外温度传感器可以精确地测量远距离温度。他们可以测量微小部分的温度，如IC引脚的焊接，而不受处理部分周围区域的红外辐射的影响。在焊接过程中连续测量温度的数据积累，方便了传统方法难以实现的加工精度管理，从而实现了质量的维护和改善。
温度传感器案例研究
焊接行业：高频感应加热过程中的温度测量
高频感应加热是一种处理方法，该方法使用称为皮肤或邻近效应的加热现象。该过程需要温度测量由火焰加热的工件。无法使用热电偶和其他接触式温度传感器，因为它们受到高温损坏的原因。由于典型的红外温度传感器，由于火焰排出的红外能量的影响，不可能进行准确测量。
FT系列数字红外温度传感器采用了新开发的电路和中心浮动结构，最大限度地提高了稳定性，这是温度传感器最重要的特性。尽管其非接触方法，FT系列可以在各种条件下进行稳定的温度测量。FT系列还有助于将熟练工人根据个人经验完成的任务实现自动化，比如控制随外部温度而变化的余热。
金属加工工业:热锻产品的温度测量
在热锻过程中，工件温度最高升至900°C(1652°F)。这种温度不能用接触式温度传感器测量。即使在距离工件超过6米(19.7英尺)的位置，也会由于传感器的热膨胀而产生测量误差。这意味着在热锻过程中，工件的温度必须从较远的位置测量，这样传感器就不会受到热量的影响。
FT系列数字红外温度传感器对其检测距离没有限制。阵容包括可以根据目标的大小和测量范围选择的各种模型。从阵容中选择最佳模型允许精确测量从远处位置的热锻造过程中工件的温度测量，其中传感器不会受到热量的影响。这些功能有助于减少时间和提高分析高温下工件温度和形状之间关系的准确性，这被传统传感器认为不可能。
塑料成型:浇注前立即对材料进行温度控制
在这个过程中，将加热的材料倒入模具需要一些时间。这就导致了材料的温度变化，导致了成型缺陷。防止这种缺陷需要在浇注前立即对材料进行温度控制。在许多情况下，安装温度计的空间有限，操作环境不干净，因此还需要处理镜头上的污垢。
FT系列数字红外温度传感器将探测器(包括热电堆)封装在圆柱形结构中，并使其浮动，以避免与传感器头部外壳接触。这种漂浮结构产生的空气层可以消除诸如传感器的环境温度等干扰的影响。传感器的结构紧凑，可以安装在任何地方。由于探测距离是无限的，可以选择在清洁的环境中安装。
温度传感器的常见问题
物体发出的红外线的比率（发射率）因其材料和表面条件而异，即使它们具有相同的温度。因此，准确测量物体的温度需要根据物体设置发射率。
发射率的设置取决于您是否知道发射率。对于FT系列，如果您知道发射率，您可以在放大器单元上输入值。即使您不知道发射率，您也可以通过在放大器单元上输入目标的当前温度来自动设置。如果您不知道目标的当前温度，您可以在目标上应用/粘贴可选的黑体喷剂/胶带，并检测表面温度以设置发射率。
诸如铁或铝等金属靶具有高反射率和低发射率的性质。具有低发射率的目标的检测可能变得不稳定，因为红外温度传感器将从目标中接收较少的红外线。光泽金属表面的发射率低，当表面倾斜时，它可能会进一步降低。如果检测位置改变，则金属表面本身的温度可能会改变。
在FT系列中，当传感器垂直于目标安装时，可以确保稳定的检测，并且每次都测量相同的点。如果有任何热源，如人员、操作设备或加热器，根据目标设置发射率将使测量准确。
由于红外温度传感器也能检测到可见的蒸汽或烟雾，测量的温度可能会有误差。
FT系列使用空气净化功能清除传感器头和目标之间的蒸汽或烟雾，确保稳定检测。如果油雾漂浮在空气中，可以通过定期清洁传感器头的透镜表面或用气缸封闭传感器头并使用空气净化功能防止油进入来减少其影响。如果传感器头被来自目标的辐射热加热，并且由于内部热电堆的高温而导致检测变得不准确，则可以通过用铝箔覆盖传感器头来防止内部温度升高。
温度传感器分为接触式和非接触式两种。这些可根据操作环境和/或目的选择性地使用。为了实现准确稳定的测量，有必要了解这些传感器的特性。
接触式温度传感器的特点
接触式温度传感器根据数值的变化来测量温度，比如功率或电阻，测量的方法是用一个测量头直接与目标接触。下面介绍主要的接触式温度传感器的类型和特点。
热电偶式温度计
这些温度传感器利用了塞贝克效应，即当两个不同金属的导体通过电连接形成一个闭合电路，并在两端施加温差时，产生热电动势的现象。
这些传感器测温范围宽，响应速度快，能够测量小目标，易于处理和分析温度信息。与其他温度传感器相比，这种类型的传感器成本更低，应用范围更广。然而，需要补偿导线来延长电缆。
电阻温度计
电阻温度计利用了金属的特性，金属中电阻随着温度的升高而增加。电阻温度计的一个典型例子是铂电阻温度计，其电阻丝通常使用高纯铂。
它们适用于低温（普通温度范围）的测量，并允许进行稳定和精确的测量。它们的另一个特点是受机械冲击或振动的影响较小。另一方面，其最高工作温度约为500°C（932°F），低于热电偶的最高工作温度。与其他传感器相比，这些传感器通常比较昂贵。
热敏电阻
热敏电阻是温度传感器，其使用可变温度变化的电阻的半导体电阻的温度特性。它们提供铅导线电阻和温度传感器之间的高灵敏度造成的较小误差，相对于其成本。由于非线性电阻变化特性，它们的缺点是测量范围窄，而不是特别高的测量精度。
非接触式温度传感器的特性
非接触式温度传感器通过检测目标发出的辐射热(红外线)来测量温度。根据它们的原理可以分为以下两种类型，每一种都有自己的特点。
红外温度传感器
这些传感器通过测量辐射热的强度来确定温度。它们又进一步分为三种类型。总辐射温度传感器从整个波长范围内的积分值测量温度。宽频带辐射温度传感器只使用有利于测量的波长来测量温度。单色温度传感器根据一个波长的辐射热强度来测量温度。
红外温度传感器适用于测量移动/旋转物体的温度，以及与传感器接触表面温度会发生变化的物体(热容量小的物体)的温度。然而，它们无法测量目标或气体内部的温度。发射率也要根据目标来确定。近年来，人们开发出了能够自动完成这一设定的红外温度传感器。
双色温度传感器
这些传感器通过使用两个不同的波长来测量辐射热，并根据辐射比来确定温度。
它们的特点是，即使在测量比传感器光斑直径小的目标时，误差也更小。它们的缺点是，在空气中有灰尘或水蒸气的地方，或通过肮脏的窗户测量目标时，由于辐射热的扩散，温度值不稳定。
