Laser-termometre fungerer ved at registrere varme gennem specielle infrarøde sensorer, som fungerer bedst inden for bølgelængdeområdet 8 til 14 mikrometer. I modsætning til hvad nogle tror, bruges den synlige laserstråle udelukkende til at hjælpe med at sigte enheden og har intet at gøre med selve temperaturmålingen. Når disse sensorer opfanger infrarød energi fra overflader, omdanner de denne energi til elektriske signaler. Enheden behandler derefter disse signaler for at beregne gennemsnitstemperaturen over et bestemt punkt eller område, ifølge forskning offentliggjort af Parker og kolleger i 2023. Nogle højtkvalitetsmodeller er udstyret med dobbeltbølgelængdeteknologi. Dette hjælper dem med at kompensere for faktorer som vejrforhold i luften mellem termometeret og det objekt, der måles. Med denne funktion kan disse avancerede modeller give pålidelige aflæsninger, selv når de måler genstande, der er op til 300 meter fra hinanden, selvom resultaterne vil variere afhængigt af miljømæssige faktorer.
Måden materialer afgiver varme på, også kendt som overfladeemissivitet, er meget vigtig for at opnå nøjagtige temperaturmålinger. De fleste utranskede metaller ligger i den nedre ende af skalaen med emissivitetsværdier mellem 0,05 og 0,2 ifølge ASTM-standarder fra 2022. Organiske materialer som træ er typisk meget bedre til at udstråle termisk energi, oftest mellem 0,85 og 0,95 på samme skala. Lav emissivitet betyder, at disse overflader ikke afgiver lige så meget registrerbar stråling, hvilket gør dem svære at måle præcist, især når der måles fra stor afstand. Derfor er nyere lasertermometre udstyret med justerbare emissivitetsindstillinger, der spænder fra 0,1 til 1,0. Denne funktion giver teknikere mulighed for at finjustere deres instrumenter i situationer, hvor forskellige materialer er blandet sammen, hvilket gør målingerne mere pålidelige, selv når der arbejdes på afstande over 50 meter.
Når man ser på, hvordan infrarødt termometre fungerer, fortæller afstand-til-punkt (D:S) forholdet i bund og grund, hvilket område vi faktisk måler i forhold til, hvor langt væk vi er fra det, der skal kontrolleres. Tag et 30:1 forhold som eksempel. Det betyder, at hvis nogen peger deres termometer 30 meter væk, vil de få aflæsninger fra et område på cirka én meter i diameter. At holde målingerne inden for disse forhold er temmelig vigtigt for gode resultater. Går man dog ud over dem, begynder nøjagtigheden hurtigt at falde – omkring plus/minus 2 grader Celsius for hver ekstra meter ifølge nogle tests udført i 2022 af NIST. Situationen bliver endnu mere kompliceret, når der er ting som tåge eller støv i vejen, fordi disse partikler spredes omkring det infrarøde lys, som vi er afhængige af. Dette gør vores instrumenter mindre pålidelige og øger chancen for at modtage temperaturmålinger fra steder, vi slet ikke havde til hensigt at måle.
Germaniumlinser af god kvalitet kombineret med antirefleksbelægninger hjælper med markant at reducere signalsvind. Ved afstande omkring 100 meter holder disse specialiserede linser dæmpningen under 2 %, mens almindelige linser kan miste op til 15 % af deres signalstyrke. En anden vigtig funktion er fler-element-linseopsætninger, som løser problemet med termisk udblusning ved drift i varme forhold. Dette bliver særlig vigtigt i industrielle miljøer, hvor udstyret kører kontinuerligt. Set i lyset af de seneste forbedringer har producenterne formået at formindske måleflekkens størrelse med cirka en fjerdedel sammenlignet med det, der var tilgængeligt tilbage i 2018. De mindre pletter betyder bedre optisk opløsning i alt, hvilket gør det muligt præcist at sigte mod små detaljer eller fjerne mål, som ellers ville være vanskelige at skelne.
Miljøet forstyrrer virkelig disse langdistance-målinger. Når fugtigheden overstiger 60 %, begynder infrarøde signaler at spredes omkring 23 % mere end normalt. Temperatursvingninger større end 10 grader Celsius kan også påvirke målingerne, cirka 2 til 4 % hvert 15. meter eller deromkring, som nogle nyere undersøgelser fra Acuity Laser sidste år har vist. Derudover er der alle mulige ting i luften, såsom regndråber, tåge og støvpartikler, som enten absorberer eller reflekterer det infrarøde lys, inden det overhovedet rammer sensoren. Alle disse problemer bliver værre jo længere væk objekterne er fra hinanden. Derfor er det så vigtigt at holde atmosfæren stabil, hvis man vil have, at målingerne rent faktisk skal betyde noget.
Hvad noget er lavet af, er virkelig vigtigt, når det kommer til at opdage ting med infrarød teknologi. Blanke metaloverflader reflekterer det meste af den modtagne IR-lys, omkring 85 til måske endda 95 procent ifølge Meskernels forskning fra sidste år. Omvendt absorberer mørke matte overflader cirka 90 procent af det, der rammer dem, hvilket gør temperaturmålinger meget mere pålidelige. Det vanskelige opstår med materialer, der ikke selv udstråler meget varme, som aluminium eller rustfrit stål. Hvis emissivitetsindstillingerne er forkerte, selv med bare 0,05, kan målinger foretaget fra 20 meter afstand være forkerte med over ti grader Celsius. Derfor har nyere udstyr begyndt at inkludere funktioner som to laserpegespidser og referencevejledninger for typiske stoffer, der findes på stedet, så teknikere kan indstille alt korrekt uden at skulle gætte.
Laser-termometre fungerer simpelthen ikke korrekt, når man forsøger at måle temperaturer gennem almindeligt glas eller tyk damp. Årsagen? Glas reflekterer omkring 90 % af de infrarøde stråler, hvilket betyder, at det der vises på skærmen, faktisk er glassets egen temperatur, ikke det, der befinder sig bagved. Når man arbejder med stedernes fyldt med damp, bliver forholdene endnu værre, fordi alle de små vanddråber i luften helt tilfældigt forstyrrer de infrarøde signaler. På steder som fabrikker, hvor kedler regelmæssigt inspiceres, kan dette føre til temperaturafslæsninger, der er op til 15 grader Celsius eller mere forkert. Alle, der arbejder med disse enheder, skal huske aldrig at rette dem gennem klare materialer eller ind i omgivelser med meget fugtighed, hvis de ønsker præcise resultater.
For at få nøjagtige aflæsninger skal du sikre, at sensoren peger ligeud mod overfladen, den måler på, helst inden for ca. 5 grader på hver side af vinkelret retning. Når sensoren er placeret i en vinkel på omkring 30 grader fra centrum, kan infrarøde aflæsninger faktisk falde med op til 40 procent, hvilket virkelig ødelægger målingerne. Der findes også noget, der hedder afstand-til-punkt-forhold, som er afgørende for, hvor lille et objekt vi kan måle korrekt. Tag et typisk instrument med 30:1-forhold som eksempel – i tre meters afstand kræver det mindst et målområde, der er 10 centimeter bredt, for at fungere korrekt. Hvis brugere ikke følger disse retningslinjer, opsamler de uønsket baggrundsstråling sammen med det, de faktisk forsøger at måle, og det ødelægger hele datasættet. De fleste af disse fejl opstår, fordi personer ikke er blevet ordentligt trænet i, hvordan disse enheder rent faktisk fungerer under reelle betingelser.
Laser-termometre er blevet uundværlige værktøjer i mange industrielle miljøer, hvor sikkerhed er en stor bekymring. Disse enheder giver arbejdere mulighed for at kontrollere temperaturer på dele, som enten er farlige at røre ved, eller simpelthen svære at nå. For elektrikere er de livreddende, når de skal undersøge aktive kurvbrudere og transformatorer uden at komme for tæt på og risikere farlige lysbuer. På fabriksgulve kan vedligeholdelsespersonale scane motorviklinger og transportbærende lejer, selv mens maskiner kører med fuld hastighed. Det betyder, at anlæg ikke behøver at stoppe produktionen så ofte til inspektion. Nogle faciliteter rapporterer besparelser fra 30 % op til næsten halvdelen af deres sædvanlige nedetid sammenlignet med ældre kontaktmetoder, der krævede, at drift blev standset helt.
De fleste energikonsulenter bruger i dag laser-termometre til at finde steder, hvor varme slipper ud af bygninger, og hvor isolationen simpelthen ikke fungerer ordentligt. Kombiner denne teknologi med en god gammeldags dørblæser-test, og vi taler om at opdage disse irriterende luftlækager med ret imponerende nøjagtighed på omkring 94 % – i hvert fald ifølge nogle fra Department of Energy i 2023. Det, der gør dette opstilling så værdifuld, er, hvor hurtigt den kan scanne hele ydre bygningsfacader. Disse værktøjer registrerer endda små temperaturforskelle ned til cirka 1,8 grader Fahrenheit eller omkring 1 grad Celsius. At finde disse steder hjælper entreprenører med at koncentrere deres indsats præcis der, hvor det er nødvendigt, for maksimal energibesparelse.
En solfarm et sted på Midtvesten lykkedes det at reducere vedligeholdelsesomkostningerne med cirka 60 %, efter de skiftede til lasertermometre til fjernmåling af paneler. Teknikkerne identificerer problemområder, når de ser temperaturforskelle på over ca. 28 grader Fahrenheit i forhold til omkringliggende paneler. Der er ikke længere behov for at kravle rundt på alle tagene. Før denne ændring brugte arbejderne cirka 300 timer årligt på disse farlige inspektioner. Sikkerheden er uden tvivl blevet forbedret, og driftsprocesserne løber også mere sikkert. Nogle kan diskutere den nøjagtige procentvise besparelse, men alle er enige om, at det har gjort livet lettere for vedligeholdelsesmedarbejderne, som ikke længere skal risikere fald bare for at finde ud af, hvilke paneler der fejlfungerer.
Videnskabsfolk, der forsker i vilde dyr, har begyndt at bruge laser-termometre til at overvåge dyr uden at påføre dem stress, især når de arbejder med sjældne eller beskyttede arter. Ifølge forskning fra 2022 offentliggjort af zoologer kan disse enheder måle temperaturer præcist inden for ca. en halv grad Fahrenheit (omkring 0,28 grader Celsius), selv fra 30 meter afstand. En sådan præcision hjælper med at opdage feber hos dyrehoser, før den spreder sig for meget i populationerne. Forbavsende ved denne metode er, at den tillader forskere at følge sygdomme uden at forstyrre dyrenes normale adfærd. Sådanne observationer giver vigtige indikatorer på, hvad der sker i økosystemer, og hvordan forskellige dyrepopulationer udvikler sig over tid.
Kontaktfrie temperaturværktøjer adskiller sig i omfang og anvendelse. Lasertermometre leverer enkeltpunktsmålinger med typiske D:S-forhold fra 10:1 til 50:1, mens termiske kameraer optager tusindvis af datapunkter for at oprette fuldstændige termiske kort. Nøglen til forskellene er sammenfattet nedenfor:
| Funktion | Lasertermometer | Termisk billedkamera |
|---|---|---|
| Målnøjagtighed | ±1% af læsningen | ±2 °C eller 2 % af aflæsningen |
| Effektiv rækkevidde | Op til 100 meter | Op til 1.000 meter |
| Omkostning (indgangsniveau) | $50 - $300 | $800 - $2.500 |
Termiske kameraer er ideelle til diagnosticering af komplekse termiske mønstre i elektriske systemer eller bygningskapper, mens lasertermometre udgør en omkostningseffektiv løsning til hurtige stikprøvemålinger under rutinemæssig udstyrsvedligeholdelse (Thomasnet 2023).
Dagens infrarøde systemer kombinerer laserpejling med termiske sensorer for at komme omkring de svagheder, som hver enkelt teknologi har alene. De nyere hybrid-enheder har faktisk indbyggede laser-afstandsmålere, der beregner, hvor langt noget er fra målområdet, hvilket gør målingerne cirka 15 til måske endda 20 procent mere nøjagtige, når de testes i felten. For fabrikker, der kører Industrial Internet of Things-opstillinger, giver denne kombination mulighed for at overvåge alle slags bevægelige dele som roterende udstyr og transportbånd døgnet rundt uden behov for, at nogen står og konstant holder øje. Nogle produktionsanlæg har rapporteret, at de opdager potentielle sammenbrud allerede flere dage før takket være disse mere intelligente overvågningsystemer.
Vælg et laser-termometer, når:
Ifølge en undersøgelse fra 2023 foretrækker 68 % af facilitetschefer lasertermometre til rutinemæssige kontrolmålinger på grund af deres portabilitet, nemme betjening og hurtige resultater.
Nej, lasertermometre kan ikke nøjagtigt måle gennem glas, da glas reflekterer cirka 90 % af infrarøde stråler.
Et lasertermometer har en effektiv rækkevidde på op til 100 meter.
Emissivitet påvirker, hvordan overflader udsender varmestråling; forkerte indstillinger kan føre til unøjagtige aflæsninger.
Ja, laser-termometre bruges ofte inden for bygningsdiagnostik til at opdage varmetab og mangler i isoleringen.