Pirometre pentru măsurarea temperaturii printr-o metodă fără contact

În aceste scopuri, este mai bine să utilizați un pirometru infraroșu.

Pyrometer - istoric de origine

Primul pirometru a fost inventat de olandeză fizicianul Peter van Mushenbrukt. Asemenea dispozitive ar putea fi măsurate vizual doar prin corpuri. Și calculele principale au fost făcute atunci când se procesează informații despre luminozitatea și modificările de culoare ale obiectului incandescent. Acești indicatori nu erau corecți.

A crescut în mod semnificativ funcționalitatea unor astfel de dispozitive în prezent. Acest lucru vă permite să determinați temperatura nu numai a obiectelor încălzite, dar și a celor ale căror valori nu depășesc 0 grade.

În anii 1960, a început perfecțiunea acestui dispozitiv. Astăzi, această industrie se dezvoltă cu succes.

Datorită dezvoltării active este posibil să se producă pirometre pentru industrie. Ele sunt echipate cu caracteristici tehnice superioare. Odată cu dezvoltarea nanotehnologiei în fiecare an dimensiunea echipamentului scade. Acest lucru face ca utilizarea lor să fie cât se poate de convenabilă.

În 1967 a fost dezvoltat Primul model portabil din acest echipament. A fost făcută de compania americană Wahi. Este un prototip de dispozitive moderne cu infraroșu. Activitatea echipamentului a permis îmbunătățirea introducerii noilor dezvoltări și tehnologii. Principiul de bază al muncii se baza pe măsurarea energiei termice emise de obiect. Pentru astăzi este posibil să se determine de la distanță caracteristicile de temperatură ale corpurilor solide și lichide.

Principalele caracteristici

Există trei tipuri de instrumente pentru acest criteriu:

1. culoare. Acest echipament măsoară temperatura obiectului, pe baza imaginii color a suprafeței în diverse spectre.
2. radiație. Temperatura suprafeței este determinată de puterea radiației termice.
3. strălucire. Indicatorul este determinat prin compararea culorii obiectului cu nuanța firului de referință.

Intervalul de temperatură și tipul de execuție

Pirometrul are două tipuri de modificări:

1. Temperatura ridicată. Se evaluează numai obiectele încălzite. Pentru astfel de dispozitive, unul dintre cei mai importanți parametri este temperatura limită măsurată.
2. temperatură scăzută. Ele pot măsura numai temperatura sub 0 grade.

Dispozitivul fără contact poate fi clasificat în funcție de tipul destinației:

1. Dispozitive staționare sunt utilizate pentru măsurători de înaltă precizie. Acestea sunt necesare pentru întreprinderile industriale mari, unde trebuie să se monitorizeze în mod constant datele de temperatură.
2. Model portabil Este un tip de echipament tip buzunar. Indispensabil dacă obiectul nu poate fi abordat îndeaproape. Acestea au un ecran pe care sunt indicate informațiile grafice și text.

Principiul funcționării și designului pirometrului

Pentru a măsura regimul de temperatură pe suprafața unui material, există multe dispozitive de diferite tipuri. Aceste dispozitive sunt împărțite în contact sau la teledetecție. Pirometrele se referă la dispozitive cu îndepărtarea la distanță a indicatorilor.

Principiul de funcționare se bazează pe măsurarea undelor termice radiate de o suprafață încălzită.

Proiectarea dispozitivelor pirometru este după cum urmează:

1. Senzorul.
2. Button.
3. Convertor electronic.
4. Locuințe.
5. Dispozitiv de măsurare și de numărare.
6. Axa vizorului.
7. Vizor.
8. Mirror.
9. Sistem optic.

Principiul de funcționare este după cum urmează: prin radiația dispozitivului pâlnie cade pe sonda pirometru. În ea, energia este transformată de la termică la electrică. Nivelul semnalului depinde de temperatura de suprafață la care se măsoară - cu cât parametrul de temperatură, cu atât mai puternic va fi curentul, care este generat de către senzor. Cu rezultate traductorului de tip E sunt afișate pe ecranul LCD.

Imaginile termice sunt unul dintre tipurile de pirometre. Principiul lor de lucru se bazează pe compararea spectrului de referință și a spectrului de radiații termice.

Din obiectele care au lovit obiectivul echipamentului, o imagine a undelor termice este proiectată pe ecranul color. Valoarea temperaturii poate fi determinată din caracteristica spectrală și, de asemenea, se urmărește vizual variația ei de gradient pe întreaga suprafață a materialului măsurat.

Aplicațiile practice ale imaginilor termice au fost găsite pentru încălzirea autonomă privată. Cu ajutorul lor, este posibil să se identifice locația de scurgere într-o conductă ascunsă.

Specificații tehnice

Pirometrul cu infraroșu, ca orice alt dispozitiv, are propriile caracteristici tehnice. Atunci când alegeți un anumit model, oamenii se bazează pe ele. Cele mai importante dintre ele pe care le descriem acum în detaliu.

Rezoluție optică

Acest parametru determină aria obiectului în care doriți să măsurați indicele de temperatură. Acest indicator este complet dependent de unghiul obiectivului dispozitivului. Cu cât unghiul este mai mare, cu atât va fi mai mult zona de măsurare a temperaturii. Dar acest lucru ia în considerare și distanța față de suprafața de măsurare. Principala condiție pentru un rezultat precis este impunerea unui spot exclusiv pe materialul de suprafață. Valoarea indicelui de temperatură va fi inexactă când zona va fi depășită.

Rezoluția optică se referă la raportul dintre diametrul spotului dispozitivului și distanța față de obiect. Acesta poate varia, în funcție de modelul dispozitivului, de la (2: 1) la (600: 1). Valoarea (600: 1) se referă la instrumentele profesionale de măsurare, care sunt utilizate pentru a elimina valorile de încălzire a materialului din industria grea. Pentru aparatele semiprofesionale și de uz casnic, indicatorul optim este o valoare egală cu (10: 1).

Proiectare de lucru

Această caracteristică este determinată de parametrii senzorului de temperatură. Pentru majoritatea dispozitivelor, acesta variază de la (-30) la (+360) grade. Practic toate tipurile de pirometre pot fi utilizate în scopuri casnice, având în vedere că temperatura maximă în sistemul de încălzire poate fi (110) grade.

Eroare și emisivitate

Această caracteristică, în funcție de precizia setărilor instrumentului, indică gradul de fluctuație a valorilor regimului de temperatură. În medie, sunt permise abateri de 2% din lectura standardizată.

Emisivitatea - un raport de putere a radiației termice la un anumit indicator de temperatură pentru același parametru al corpului de referință, care are o culoare complet negru. Pentru materiale ne-strălucitoare, este de 0,9-0,95. Acesta este motivul pentru care multe hardware-ul de măsurare la distanță a indicatorului de temperatură setată la un număr.

Dar daca incercati sa masurati cat de mult suprafata de aluminiu este incalzita, atunci pe indicatorul valoarea va diferi semnificativ de cea actuala.

Multe modele pentru precizia măsurătorilor sunt echipate cu un laser pointer. Un punct slab este situat nu în centru, dar indică limita optimă a zonei măsurate.

Cum se utilizează un pirometru

După cumpărarea unui astfel de dispozitiv pentru măsurarea temperaturii suprafeței, citiți cu atenție instrucțiunile. În ciuda faptului că regulile de operare sunt simple, denaturările semnificative ale temperaturii pot duce la acțiuni incorecte.

Cât de corect trebuie să determinați ce temperatură are încălzirea materialului:

1. Aparatul trebuie să fie pornit.
2. Conectați soclul la suprafața măsurată.
3. Separați marginea punctului de măsurare cu un indicator laser.
4. După ce instrumentul este activat, pe afișaj apare valoarea temperaturii. Valorile pot fi înlocuite cu următoarele valori sau stocate în memoria dispozitivului. Totul depinde de modelul ales.

Modele cu o singură culoare

Un dispozitiv cu o singură culoare (infraroșu) este proiectat să detecteze doar un singur val de căldură. Acestea sunt de mică valoare și sunt un bun dispozitiv portabil. Principiul lor de funcționare este simplu: trebuie doar să îndreptați dispozitivul spre obiect și să apăsați butonul dorit. Avantajul său este că măsurătorile pot fi efectuate la orice distanță. În astfel de dispozitive, există unele limitări în măsurarea diametrului spotului. Și sunt foarte sensibili la poluarea mediului. Datorită acestor deficiențe, domeniul de aplicare al aplicației este limitat, deoarece într-o încăpere umedă sau contaminată echipamentul nu va funcționa corect.

Termocuplul cu infraroșu este o versiune simplificată a unui pirometru cu o singură culoare. Caracteristica sa este lipsa electronicii sofisticate, care este folosită pentru a amplifica semnalul de intrare. Este această proprietate care a devenit principala ei virtute. Termocuplul funcționează pe un principiu simplu: radiația este transformată într-un semnal termocuplu neliniar.

avantaje termocuplu:

1. Temperatura maximă este mai mare decât celelalte.
2. Cu instrumente de măsurare, o bună compatibilitate.
3. Prețul scăzut.

deficiențe:

1. Domeniu spectral larg.
2. Eroarea este mai mare de 2%.

Ce este un pirometru cu două culori

Un astfel de dispozitiv a apărut relativ recent. Acest model este mai avansat, care pot măsura mai mult de două dintre undele emise. Avantajul său este că poate funcționa într-o varietate de spectre de culoare. Cu acești indicatori puteți utiliza acest echipament în locuri poluate, deoarece prezența componentelor externe (abur, gaze, fum, etc.) cu privire la performanțele sale nu este afectată.

Acest pirometru care lucrează cu indicatorii de negru este, de asemenea, indispensabil. El va determina cu precizie temperatura metalului solid, care intră într-o stare lichidă.

Firuri optice și cu laser

Principiul de funcționare al acestor echipamente este identic cu instrumentele tradiționale. Diferența este prezența cablului cu fibră optică. Un flux de lumină este transportat pe acest cablu. O astfel de configurație este bună prin faptul că este posibilă îndoirea arbitrară a unui astfel de cordon. Datorită acestei calități, măsurătorile pot fi făcute chiar și în locurile cele mai inaccesibile.

Firurile cu fibre optice au găsit o aplicare largă în locurile în care există un câmp electromagnetic mărit, iar modelele tradiționale sunt complet neputincioase. Ele sunt echipate cu un focus fix. Aceste dispozitive permit măsurarea radiațiilor de energie termică cu cel mai mic diametru spot de 0,1 milimetri. Dar această concentrație limitează distanța măsurătorilor: pentru ca măsurarea să fie exactă, este necesar să se respecte distanța specificată în instrucțiune.

Vizoarele laser pe pirometre au fost instalate pentru a măsura la o distanță mare. Astfel de dispozitive sunt de mai multe tipuri:

1. Obiective circulare - acestea sunt cele mai exacte instrumente care funcționează efectiv cu diametrul diferit al locului măsurat și la orice distanțe.
2. Laser pirometru cu fascicul dublu. Vă permite să determinați locația și dimensiunea obiectului măsurat. Lângă ei nu se recomandă utilizarea, deoarece cele mai multe ori numerele sunt supraestimate.
3. Laser pirometru cu un singur fascicul Permite direcționarea dispozitivului numai în centrul punctului de energie termică. Zona de sensibilitate, în funcție de modelul echipamentului, poate avea o eroare de până la 2 centimetri. Mai des, un astfel de defect apare în modelele ieftine.