K čemu slouží pyrometr a jak měřit teplotu v bezkontaktním režimu?

K měření teploty různých povrchů se používají různá čidla, včetně pyrometru. Funguje to poměrně rychle a snadno. Zjistěme však, co je to pyrometr.

Co je to pyrometr?

Moderní technické zařízení pro stanovení teploty jakéhokoli objektu na základě infračerveného čidla se nazývá pyrometr. Je také známý jako detektor teploty, záznamník teplotních dat, digitální teploměr nebo infračervená pistole. Zařízení je založeno na principu stanovení hodnoty teploty povrchu předmětu pomocí tepelného měření. elektromagnetické záření elektromagnetické záření z povrchu objektu. Pyrometr detekuje neviditelné infračervené záření, převádí ho na stupně a zobrazuje výsledek. Bezkontaktní a rychlá metoda zkoumání zájmových objektů umožňuje profesionálům vyhnout se případnému zranění.

Oblast použití

Poměrně široké uplatnění nacházejí pyrometry v průmyslových odvětvích, kde je instalováno velké množství topných zařízení. Ve stavebnictví a vytápění se používají k výpočtu tepelných ztrát konstrukcí a pyrometr pomáhá odhalit poškození izolace.

V průmyslu umožňují tato zařízení dálkově analyzovat teplotu všech druhů procesů. To je nezbytné například ve strojírenství, metalurgii a dalších průmyslových odvětvích.

Elektrikáři například kontrolují vytápění v místech připojení vodičůa automechanici kontrolují zahřívání strojních součástí. Vědci mohou pyrometry používat k výzkumu nebo experimentům, při nichž ověřují teplotu látek a těles.

V každodenním životě lidé používají tato zařízení k určení tělesné teploty, teploty vody, teploty potravin atd.

Typy a klasifikace

Existuje několik klasifikací pyrometrů v závislosti na jejich funkční charakteristice.

Podle základní metody používané v provozu:

• Infračervené záření;
• Optické.

Optické pyrometry se dělí na:

• Jasné;
• Barevné nebo multispektrální.

Zaměřovací vzor je buď optický, nebo laserový zaměřovač.

Podle použitého koeficientu záření existují pyrometry s proměnným a pevným koeficientem.

Podle přepravitelnosti se pyrometry dělí na stacionární a mobilní (přenosné).

Rozlišují se podle možného rozsahu měření:

• nízké teploty (-35...-30 °C);
• vysoké teploty (+400 °C a více).

Struktura a princip fungování

Pyrometr je založen na detektoru infračerveného záření. Data jsou převedena pomocí integrovaného elektronického systému a zobrazena na displeji.

Typický pyrometr má tvar pistole s malým displejem. Díky kompaktnímu ovládacímu panelu, laserovému zaměřování a vysoké přesnosti v těsné blízkosti objektu je přístroj žádaný mezi inženýry a technickými pracovníky.

Hlavními pracovními prvky pyrometru jsou čočka, přijímač a displej, který zobrazuje výsledek měření. Princip činnosti pyrometru je následující: infračervené záření vychází z daného předmětu, je zaostřeno čočkou a posláno do přijímače (termočlánek, polovodič), termočlánek).

Pokud je použit termočlánek, napětí se při zahřívání přijímače mění. Odpor - v případě polovodičů. Tyto změny se převádějí na údaje o teplotě.

Chcete-li provést měření, stačí pyrometr namířit na objekt, uvést jej do chodu a označit výsledek. Formát měření teploty, buď ve stupních Celsia, nebo Fahrenheita, lze nastavit pomocí vyhrazeného tlačítka.

Technické vlastnosti

Pyrometr má řadu parametrů, které charakterizují jeho funkčnost. Výběr požadovaného modelu zařízení se provádí na základě jejich hodnot. Podívejme se na ty hlavní.

Optické rozlišení

Jedná se o poměr průměru skvrny přístroje a vzdálenosti od objektu. To závisí na zorném úhlu přístroje: čím větší je, tím větší plochu může pokrýt. Nejdůležitějším faktorem přesnosti měření je překrytí bodu výhradně s materiálem povrchu. Pokud je tato oblast překročena, naměřená hodnota bude pravděpodobně nepřesná.

TIP. Každý model pyrometru má jiné optické rozlišení. Rozdíl mezi nimi je impozantní, např. z 2:1 na 600:1. Tento poměr je charakteristický pro profesionální zařízení. Obvykle se používají v těžkém průmyslu. Optimální poměr pro domácí a poloprofesionální pyrometry je 10:1.

Pracovní rozsah

Pracovní rozsah zařízení závisí na pyrometrickém senzoru a často se pohybuje od -30 °C do 360 °C. Téměř všechny typy pyrometrů jsou tedy vhodné pro použití v domácnosti, a to vzhledem k maximální teplotě topného média v topném systému do 110 °C.

Přesnost

Nejistota měří míru možné tolerance hodnot teploty a závisí na přesnosti pyrometru. V průměru je tolerance menší než 2 % normy.

Koeficient vyzařování

Tento parametr je poměr aktuálního vyzařovacího výkonu teploty k výkonu referenčního černého tělesa.

ODKAZ. Pro matné materiály je činitel emisivity následující 0,9-0,95. Z tohoto důvodu je této hodnotě přizpůsobeno velké množství nástrojů. Výsledek se bude výrazně lišit od skutečného, např. v případě měření povrchového ohřevu lesklého hliníku.

Mnoho modelů je vybaveno laserovým ukazovátkem pro přesnější měření. V tomto případě není světelný paprsek umístěn uprostřed, ale směřuje k optimální hranici měřené oblasti.

Výhody a nevýhody

Stejně jako každé jiné zařízení má i pyrometr své výhody a nevýhody. To lze vysvětlit různými aspekty zařízení a příslušnými podmínkami použití.

Výhody

• Mobilní, malé rozměry a velmi jednoduchá konstrukce;
• Cenově dostupné nízké náklady díky použití minimálního počtu prvků v konstrukci;
• Vysoká úroveň spolehlivosti;
• Dostatečně široký rozsah měření.

Mínusy

• Přímá závislost údaje pyrometru na emisivitě daného objektu;
• Přesnost měření může být nižší v důsledku fyzického stavu povrchu objektu;
• Pouze nejnovější jednotky mají funkci korekce a nejistoty;
• Velkou roli v přesnosti měření hraje vzdálenost.

Nejoblíbenější modely jsou

EOP-66

Pyrometr EOP-66 se používá pro vědecký a laboratorní výzkum. Je určen k měření parametrů povrchů objektů při teplotách od +900 °C do +10000 °C,

Tento stacionární model je vybaven dalekohledem, který se skládá z objektivu a okulárního mikroskopu. Objektiv se dvěma čočkami má rozsah zaostření až 25,4 cm a optické rozlišení 3:1. Upozornění: Dalekohled tohoto přístroje je připevněn k základně a pohybuje se plynule v horizontální rovině.

Kelvin IKS 4-20

Tento vysoce přesný pyrometr má univerzální teplotní rozsah od -50 °C do +350 °C s velmi vysokou rychlostí 0,2 sekundy. Přístroj se používá v rozsahu 8-14 μm.

Tento pyrometr kombinuje funkce mobilního i stacionárního zařízení. Důvodem jsou kompaktní rozměry (17x17x22 cm) a přítomnost zásuvky M12 pro upevnění objektivu. Výrobce zaručuje absolutní odolnost proti vodě a prachu. Představený model pyrometru je tedy možné použít v náročných průmyslových a stavebních odvětvích.

C-700 "Standard".

Toto bezkontaktní zařízení se s výhodou používá např. ve stavebnictví nebo metalurgii. Dobře slouží jako infračervený detektor ke stanovení stupně povrchového ohřevu sypkých a pevných předmětů i roztavených a tekutých materiálů.

Teplotní rozsah se pohybuje mezi +700 a + 2200 °C, což je typické pro vysokoteplotní zařízení. Propojení s externími nosiči je možné prostřednictvím dvou výstupních rozhraní: analogový výstup 4 - 20 mA nebo digitální RS-485.

ZPĚTNÝ VZTAH. Optický pyrometr lze zakoupit za velmi přijatelnou cenu: minimální cena takového zařízení je 6000 rublů, maximální 30000 rublů.

Jak měřit teplotu pomocí pyrometru

Po zakoupení přístroje je nutné pečlivě prostudovat jeho návod. Navzdory velmi jednoduchým provozním požadavkům může neopatrná obsluha vést ke značnému zkreslení teplotních hodnot. Postup správného měření teploty pyrometrem je následující:

• Zapněte pyrometr;
• Určete materiál předmětu (např. ocel nebo měď);
• Poté v závislosti na modelu přístroje zadejte koeficient vyzařování jako editaci na displeji;
• Nasměrujte paprsek infračerveného pyrometru na měřený povrch;
• Pomocí laserového ukazovátka určete hranici měřeného místa.

Tímto postupem měření získáte výsledky, které se nejvíce blíží skutečné teplotě.

Pyrometr je všestranný a nepostradatelný přístroj pro svou funkčnost. Jakmile pochopíte nuance jeho ovládání, můžete jej snadno používat jak v profesionální sféře, tak v domácnosti.

Související články: