Pyrometre na meranie teploty bezkontaktnou metódou

Na tieto účely je najlepšie použiť infračervený pyrometr.

Pyrometer - história pôvodu

Prvý pyrometer vynašiel holandský fyzik Peter van Mushenbrukt. Takéto zariadenia môžu byť merané iba vizuálne pomocou telies. A hlavné výpočty boli vykonané pri spracovaní informácií o jasoch a farebných zmenách žiarovkového objektu. Takéto ukazovatele neboli presné.

Významne rozšíril funkčnosť takýchto zariadení v súčasnosti. Umožňuje určiť teplotu nielen vyhrievaných predmetov, ale aj tých, ktorých hodnota nepresahuje 0 stupňov.

V šesťdesiatych rokoch začala dokonalosť tohto zariadenia. Dnes sa toto odvetvie úspešne rozvíja.

Vďaka aktívnemu vývoju je možné vyrábať pyrometre pre priemysel. Sú vybavené vyššími technickými vlastnosťami. Pri každoročnom vývoji nanotechnológií sa veľkosť zariadení znižuje. Tým je ich použitie čo najvýhodnejšie.

V roku 1967 bol vyvinutý Prvý prenosný model tohto zariadenia. Bol vyrobený americkou spoločnosťou Wahi. Je to prototyp moderných infračervených zariadení. Práca zariadenia umožnila zlepšiť zavedenie nového vývoja a technológií. Základný princíp práce bol založený na meraní tepelnej energie vyžarovanej objektom. V dnešnej dobe je možné diaľkovo určiť teplotné charakteristiky pevných a tekutých telies.

Hlavné funkcie

Existujú tri typy nástrojov pre toto kritérium:

1. farba. Toto zariadenie meria teplotu objektu na základe jeho farebného zobrazovania povrchu v rôznych spektrách.
2. žiarenie. Teplota povrchu sa určuje na základe výkonu tepelného žiarenia.
3. jas. Indikátor je určený porovnaním farby objektu a odtieňa referenčného vlákna.

Rozsah teplôt a typ vykonania

Pyrometr má dva typy modifikácií:

1. vysokoteplotné. Zhodnocujú sa iba vykurované objekty. Pre takéto zariadenia je jedným z najdôležitejších parametrov limitovaná nameraná teplota.
2. nízkoteplotné. Môžu merať iba teplotu pod 0 stupňov.

Bezkontaktné zariadenie môže byť klasifikované podľa typu určenia:

1. Stacionárne zariadenia sa používajú na merania s vysokou presnosťou. Sú potrebné pre veľké priemyselné podniky, kde by ste mali neustále monitorovať údaje o teplote.
2. Prenosný model Je vreckový typ zariadenia. Nevyhnutné, ak sa objekt nedá úzko približovať. Majú obrazovku, na ktorej sú vyznačené grafické a textové informácie.

Princíp činnosti a konštrukcie pyrometra

Na meranie teplotného režimu na povrchu materiálu existuje veľa zariadení rôznych typov. Tieto zariadenia sú rozdelené na kontakt alebo na diaľkové snímanie. Pyrometre sa vzťahujú na zariadenia s vzdialeným odstránením indikátorov.

Princíp činnosti je založený na meraní tepelných vĺn vyžarovaných vyhrievaným povrchom.

Návrh zariadenia pyrometrom je nasledujúci:

1. Snímač.
2. Tlačidlo.
3. Elektronický prevodník.
4. Bývanie.
5. Meracie a počítacie zariadenie.
6. Osa hľadáčika.
7. Hľadáčik.
8. Mirror.
9. Optický systém.

Princíp činnosti je nasledovný: zvonom zariadenia dopadá žiarenie na pyrometrický snímač. V ňom sa energia mení z tepelnej na elektrickú. Výkon prichádzajúceho signálu závisí od teploty povrchu, na ktorom sa meria - čím je index teploty vyšší, tým silnejší bude prúd generovaný snímačom. Pomocou elektronického typu meniča sú získané výsledky na obrazovke s tekutými kryštálmi.

Termálne zobrazovače sú jedným z typov pyrometrov. Ich pracovná zásada je založená na porovnaní referenčného spektra a spektra tepelného žiarenia.

Z objektov, ktoré zasiahli objektív zariadenia, sa na farebnú obrazovku premieta obraz tepelných vĺn. Hodnota teploty môže byť určená zo spektrálnej charakteristiky a tiež vizuálne sledovať jej zmenu gradientu na celej ploche meraného materiálu.

Praktické aplikácie tepelných snímačov boli nájdené pre súkromné ​​autonómne vykurovanie. S ich pomocou je možné určiť miesto úniku v skrytom potrubí.

Technické špecifikácie

Infračervený pyrometr, rovnako ako každé zariadenie, má svoje vlastné technické vlastnosti. Pri výbere konkrétneho modelu sa ľudia spoliehajú na ne. Najdôležitejšie z nich teraz opíšeme podrobnejšie.

Optické rozlíšenie

Tento parameter určuje oblasť objektu, na ktorom chcete merať index teploty. Tento indikátor je úplne závislý od uhla objektívu zariadenia. Čím je tento uhol väčší, tým väčšia bude oblasť merania teploty. To však tiež berie do úvahy vzdialenosť od povrchu merania. Hlavnou podmienkou presného výsledku je uloženie miesta výlučne na povrchovom materiáli. Hodnota indexu teploty bude pri prekročení plochy nepresná.

Optické rozlíšenie sa vzťahuje na pomer priemeru bodu zariadenia k vzdialenosti od objektu. Môže sa líšiť v závislosti od modelu zariadenia od (2: 1) do (600: 1). Hodnota (600: 1) sa vzťahuje na profesionálne meracie prístroje, ktoré sa používajú na odstránenie hodnôt povrchového vykurovania materiálu v ťažkom priemysle. Pri semiprofesionálnych a domácich spotrebičoch je optimálny indikátor hodnota rovná (10: 1).

Pracovný dizajn

Táto charakteristika je určená parametrami pyrometrického snímača. Pre väčšinu zariadení sa pohybuje od (-30) do (+360) stupňov. Prakticky všetky typy pyrometrov sa môžu používať na domáce účely, berúc do úvahy, že maximálna teplota vo vykurovacom systéme môže byť (110) stupňov.

Chyba a emissivita

Táto charakteristika, v závislosti od presnosti nastavenia prístroja, indikuje stupeň kolísania hodnôt teplotného režimu. V priemere sú povolené odchýlky od 2% od štandardizovaného odčítania.

Koeficient žiarenia je pomer výkonu tepelného žiarenia pri určitom teplotnom indexe k rovnakému parametru referenčného telesa, ktorý má absolútne čiernu farbu. Pre neosvetľujúce materiály je to 0,9-0,95. Z tohto dôvodu je množstvo takýchto vzdialených zariadení na meranie teploty naladených na takéto číslo.

Ak sa však pokúsite merať, koľko povrchu hliníka sa ohrieva, potom na indikátore sa hodnota výrazne líši od skutočnej hodnoty.

Mnoho modelov na presnosť merania je vybavených laserovým ukazovákom. Svetlý bod sa nenachádza v strede, ale indikuje optimálnu hranicu meranej oblasti.

Ako používať pyrometr

Po zakúpení takéhoto zariadenia na meranie povrchovej teploty si prečítajte pokyny podrobne. Napriek tomu, že pravidlá prevádzky sú jednoduché, výrazné deformácie teploty môžu viesť k nesprávnym činnostiam.

Ako správne určiť, akú teplotu má vykurovanie materiálu:

1. Zariadenie musí byť zapnuté.
2. Nasmerujte zásuvku na meraný povrch.
3. Oddeľte hranu bodu merania pomocou laserového ukazovateľa.
4. Po zapnutí prístroja sa na displeji zobrazí hodnota teploty. Hodnoty je možné nahradiť nasledujúcimi metrikami alebo uložiť do pamäte zariadenia. Všetko závisí od zvoleného modelu.

Jednotlivé farebné modely

Jednofarebné (infračervené) zariadenie je určené na detekciu iba jednej vlny horúčavy. Sú málo hodnotné a sú dobrým prenosným zariadením. Ich princíp fungovania je jednoduchý: stačí len nasmerovať zariadenie na objekt a stlačiť požadované tlačidlo. Výhodou je, že merania je možné robiť na ľubovoľnej vzdialenosti. V takýchto zariadeniach existujú určité obmedzenia pri meraní priemeru bodu. A sú veľmi citlivé na znečistenie životného prostredia. Z dôvodu takýchto nedostatkov je rozsah ich použitia obmedzený, pretože vo vlhkej alebo kontaminovanej miestnosti zariadenie nefunguje správne.

Infračervený termočlánok je zjednodušená verzia jednobarevného pyrometra. Jeho vlastnosť je absencia sofistikovanej elektroniky, ktorá sa používa na zosilnenie prichádzajúceho signálu. Práve táto vlastnosť sa stala jeho hlavnou cnosťou. Termočlánok pracuje na jednoduchom princípe: žiarenie sa mení na nelineárny termočlánkový signál.

výhody termočlánok:

1. Maximálna teplota je vyššia ako ostatné.
2. S meracími prístrojmi je dobrá kompatibilita.
3. Nízka cena.

nedostatky:

1. Široký spektrálny rozsah.
2. Chyba je väčšia ako 2%.

Čo je dvojfarebný pyrometr

Takéto zariadenie sa objavilo pomerne nedávno. Tento model je pokročilejší, ktorý môže merať viac ako dve vyžarované vlny. Jeho výhodou je, že môže pracovať v rôznych farebných spektrách. Vďaka týmto indikátorom je možné toto zariadenie používať na kontaminovaných miestach, pretože prítomnosť cudzích komponentov (pary, plynu, dymu atď.) Neovplyvňuje jeho fungovanie.

Tento pyrometr v práci s indikátormi temnoty je tiež nevyhnutný. S presnosťou určuje teplotu pevného kovu, ktorý prechádza do tekutého stavu.

Optické vlákna a laserové pyrometre

Princíp činnosti týchto zariadení je identický s tradičnými nástrojmi. Rozdiel je prítomnosť optického kábla. Ľahký prúd sa prenáša cez tento kábel. Takáto konfigurácia je dobrá v tom, že je možné ľubovoľne ohýbať takú šnúru. Vďaka tejto kvalite je možné merania robiť aj na najneprístupnejších miestach.

Optické pyrometre s optickými vláknami našli širokú škálu aplikácií na miestach so zvýšeným elektromagnetickým poľom a tradičné modely sú úplne bezmocné. Sú vybavené pevným zameraním. Tieto zariadenia umožňujú meranie žiarenia tepelnej energie s najmenším priemerom škvŕn 0,1 milimetra. Toto zameranie však obmedzuje vzdialenosť meraní: Aby bolo meranie presné, je potrebné dodržať určenú vzdialenosť v pokynoch.

Na meranie na veľkej vzdialenosti boli namontované lasery na pyrometroch. Takéto zariadenia majú niekoľko typov:

1. Pamiatky sú kruhové - to sú najpresnejšie nástroje, ktoré efektívne pracujú s rôznym priemerom meraného bodu a na akejkoľvek vzdialenosti.
2. Laserový pyrometr s dvojitým lúčom. Umožňuje určiť umiestnenie a veľkosť meraného objektu. Neďaleko sa neodporúča používať, pretože najčastejšie sú čísla nadhodnotené.
3. Laserový pyrometr s jednoduchým lúčom Umožňuje smerovať zariadenie iba v strede miesta tepelnej energie. Zóna citlivosti, v závislosti od modelu zariadenia, môže mať chybu až do 2 centimetrov. Častejšie sa táto chyba vyskytuje v lacných modeloch.