Пирометри за измерване на температура чрез безконтактен метод

За тези цели най-добре е да използвате инфрачервен пирометър.

Пирометър - история на произхода

Първият пирометър е изобретен от холандците физик Питър ван Мушънбрукт. Такива устройства могат да бъдат измерени само визуално чрез тела. А основните изчисления бяха направени при обработката на информация за яркостта и цветните промени на нажежаемия обект. Подобни показатели не бяха точни.

Значително разшири функционалността на такива устройства в момента. Това ви позволява да определите температурата не само на отопляеми обекти, но и на тези, чиято стойност не надвишава 0 градуса.

През 60-те години започва усъвършенстването на това устройство. Днес тази индустрия се развива успешно.

Благодарение на активното развитие възможно е да се произвеждат пиромери за промишлеността. Те са оборудвани с по-високи технически характеристики. С развитието на нанотехнологиите всяка година размерът на оборудването намалява. Това прави тяхното използване възможно най-удобно.

През 1967 беше разработена Първият портативен модел на това оборудване. Тя е направена от американската компания Wahi. Това е прототип на съвременните инфрачервени устройства. Работата на оборудването позволи да се подобри въвеждането на нови разработки и технологии. Основният принцип на работа се основаваше на измерването на топлинната енергия, излъчвана от обекта. За днес е възможно дистанционно да се определят температурните характеристики на твърди и течни тела.

Основни характеристики

Има три типа инструменти за този критерий:

1. цвят. Това оборудване измерва температурата на обекта въз основа на цветното му изобразяване на повърхността в различни спектри.
2. радиация. Температурата на повърхността се определя от силата на топлинното излъчване.
3. яркост. Индикаторът се определя чрез сравняване на цвета на обекта и оттенъка на еталонната нишка.

Температурен диапазон и вид изпълнение

Пирометърът има два вида модификации:

1. висока температура. Оценени са само отопляваните обекти. За такива устройства един от най-важните параметри е граничната измерена температура.
2. Ниска температура. Те могат да измерват само температурата под 0 градуса.

Безконтактното устройство може да бъде класифицирано според вида на местоназначението:

1. Стационарни устройства се използват за прецизни измервания. Те са необходими за големи промишлени предприятия, където постоянно трябва да се наблюдават температурните данни.
2. Портативен модел Има джобен тип оборудване. Необходимо е, ако обектът не може да бъде приближен отблизо. Те имат екран, на който е посочена графичната и текстова информация.

Принцип на действие и проектиране на пирометъра

За да се измери температурният режим на повърхността на даден материал, има много устройства от различен тип. Тези устройства са разделени на контакт или дистанционно наблюдение. Пирометри се отнасят за устройства с отдалечено премахване на индикаторите.

Принципът на действие се основава на измерването на топлинните вълни, излъчвани от нагрята повърхност.

Дизайн на устройството пирометър е, както следва:

1. Сензорът.
2. Бътън.
3. Електронен преобразувател.
4. Жилища.
5. Измервателно и преброяващо устройство.
6. Осът на визьора.
7. Визьора.
8. Mirror.
9. Оптична система.

Принципът на действие е следният: чрез камбаната на устройството радиацията натиска пирометричния датчик. В него енергията се преобразува от топлинна към електрическа. Силата на входящия сигнал зависи от температурата на повърхността, върху която се измерва - колкото по-голям е температурният индекс, толкова по-силен ще бъде токът, генериран от датчика. С помощта на електронен преобразувател, получените резултати се извеждат на екрана с течни кристали.

Топлинните преобразуватели са един от видовете пиромери. Техният принцип на работа се основава на сравнение на референтния спектър и спектъра на топлинното излъчване.

От обекти, които удрят обектива на оборудването, върху цветния екран се проектира картина на топлинни вълни. Стойността на температурата може да се определи от спектралната характеристика и също така да се проследи визуално нейното изменение на градиента по цялата площ на материала, който се измерва.

Практическите приложения на термовизионните прибори са открити за частно автономно отопление. С тяхна помощ е възможно да се определи мястото на изтичане в скрит тръбопровод.

Технически спецификации

Инфрачервеният пирометър, подобно на всяко устройство, има свои собствени технически характеристики. При избора на конкретен модел хората разчитат на тях. Най-важните от тях, които сега описваме по-подробно.

Оптична разделителна способност

Този параметър определя областта на обекта, където искате да измервате температурния индекс. Този индикатор зависи изцяло от ъгъла на обектива на устройството. Колкото по-голям е този ъгъл, толкова по-голяма ще бъде площта за измерване на температурата. Но това също така взема предвид разстоянието до измервателната повърхност. Основното условие за точен резултат е налагането на място изключително върху повърхностния материал. Стойността на температурния индекс ще бъде неточна при превишаване на площта.

Оптичната разделителна способност се отнася до съотношението на диаметъра на точката на устройството към разстоянието до обекта. Тя може да варира в зависимост от модела на устройството от (2: 1) до (600: 1). Стойността (600: 1) се отнася до професионални измервателни уреди, които се използват за отстраняване на стойностите на повърхностното нагряване на материала в тежката промишленост. За полу-професионалните и битовите уреди оптималният индикатор е стойност, равна на (10: 1).

Работен дизайн

Тази характеристика се определя от параметрите на пирометричния датчик. За повечето устройства той варира от (-30) до (+360) градуса. Почти всички типове пиромери могат да се използват за домашни цели, като се има предвид, че максималната температура в отоплителната система може да бъде (110) градуса.

Грешка и излъчване

Тази характеристика, в зависимост от точността на настройките на инструмента, показва степента на колебание в стойностите на температурния режим. Средно се допускат отклонения от 2% от стандартизираното отчитане.

Коефициентът на излъчване е отношението на мощността на топлинното излъчване при определен температурен индекс до същия параметър на референтното тяло, който има абсолютно черен цвят. За не-блестящите материали е 0.9-0.95. По тази причина много отдалечени устройства за измерване на температурата са настроени към такъв номер.

Но ако се опитате да измерите колко алуминиева повърхност се нагрява, тогава върху индикатора стойността ще се различава значително от тази, която е действителна.

Много модели за точност на измерването са оборудвани с лазерен показалец. Светло петно ​​не се намира в центъра, а показва оптималната граница на измерената област.

Как да използваме пирометър

След като купите такова устройство за измерване на температурата на повърхността, прочетете подробно инструкциите. Въпреки факта, че правилата за експлоатация са прости, значителните изкривявания на температурата могат да доведат до неправилни действия.

Колко правилно е да се определи каква е температурата на нагряване на материала:

1. Устройството трябва да е включено.
2. Насочете гнездото към измерената повърхност.
3. Отделете границата на мястото на измерване с лазерен показалец.
4. След като инструментът бъде активиран, температурната стойност се появява на дисплея. Стойностите могат да бъдат заменени от следните показатели или съхранени в паметта на устройството. Всичко зависи от избрания модел.

Едноцветни модели

Едноцветното (инфрачервено) устройство е проектирано да открива само една топлинна вълна. Те са с малка стойност и са добро преносимо устройство. Техният принцип на работа е прост: просто трябва да насочите устройството към обекта и да натиснете желания бутон. Предимството му е, че измерванията могат да се правят на всяко разстояние. При такива устройства съществуват известни ограничения в измерването на диаметъра на точката. И те са много чувствителни към замърсяването на околната среда. Поради такива недостатъци обхватът на тяхното приложение е ограничен, тъй като във влажно или замърсено помещение оборудването няма да работи правилно.

Инфрачервената термодвойка е опростена версия на едноцветен пирометър. Характеристиката му е липсата на сложна електроника, която се използва за усилване на входящия сигнал. Това свойство е станало основна добродетел. Термодвойка работи на принцип: излъчването се преобразува в нелинеен термодвойка.

предимства термодвойка:

1. Максималната температура е по-голяма от останалите.
2. С измервателни уреди, добра съвместимост.
3. Ниска цена.

недостатъци:

1. Широк спектрален диапазон.
2. Грешката е по-голяма от 2%.

Какво представлява двуцветен пирометър

Такова устройство се появява сравнително наскоро. Този модел е по-напреднал, който може да измерва повече от две излъчвани вълни. Предимството му е, че може да работи в различни цветови спектри. Благодарение на тези индикатори е възможно това оборудване да се използва в замърсени места, тъй като наличието на чужди компоненти (пара, газ, дим и др.) Не оказва влияние върху неговата работа.

Този пирометър, който работи с индикаторите на чернотата също е абсолютно необходим. Той ще определи с точност температурата на твърдия метал, който влиза в течно състояние.

Оптични и лазерни пирометри

Принципът на действие на такова оборудване е идентичен с традиционните инструменти. Разликата е наличието на оптичен кабел. На този кабел се транспортира светлинен поток. Такава конфигурация е добра, тъй като е възможно произволно да се огъва такъв шнур. Благодарение на това качество, измерванията могат да се правят и в най-недостъпните места.

Оптичните пирометри на открито са открили широко приложение в места с повишено електромагнитно поле и традиционните модели са напълно безсилни. Те са оборудвани с фиксиран фокус. Тези устройства позволяват измерване на излъчването на топлинна енергия с най-малък диаметър на петна от 0,1 милиметра. Но този фокус ограничава разстоянието на измерванията: за да бъде точното измерване, е необходимо да се спазва определеното разстояние в инструкцията.

Лазерни уреди за пирометри са инсталирани, за да се измери на голямо разстояние. Такива устройства са от няколко типа:

1. Забележителности кръгла - това са най-точните инструменти, които ефективно работят с различен диаметър на измереното място и на всякакви разстояния.
2. Лазерен пирометър с двоен лъч. Позволява ви да определите местоположението и размера на измервания обект. Близо до тях не се препоръчва да се използва, тъй като най-често числата се надценяват.
3. Лазерен пирометър с единичен лъч Тя позволява насочването на устройството само в центъра на топлоенергийното място. Зоната на чувствителност, в зависимост от модела на оборудването, може да има грешка до 2 сантиметра. По-често такъв дефект възниква при евтини модели.