Χρησιμοποιούνται διάφοροι αισθητήρες για τη μέτρηση της θερμοκρασίας διαφόρων επιφανειών, συμπεριλαμβανομένου ενός πυρομέτρου. Λειτουργεί αρκετά γρήγορα και εύκολα. Αλλά ας μάθουμε τι είναι το πυρόμετρο.
Θέμα
Τι είναι το πυρόμετρο;
Μια σύγχρονη τεχνική συσκευή για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας οποιουδήποτε αντικειμένου με βάση έναν αισθητήρα υπέρυθρης ακτινοβολίας ονομάζεται πυρόμετρο. Είναι επίσης γνωστή ως ανιχνευτής θερμοκρασίας, καταγραφέας δεδομένων θερμοκρασίας, ψηφιακό θερμόμετρο ή όπλο υπερύθρων. Η συσκευή βασίζεται στην αρχή του προσδιορισμού της τιμής της θερμοκρασίας της επιφάνειας ενός αντικειμένου με θερμική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από την επιφάνεια του αντικειμένου. Το πυρόμετρο ανιχνεύει την αόρατη υπέρυθρη ακτινοβολία, τη μετατρέπει σε βαθμούς και εμφανίζει το αποτέλεσμα. Η μη επαφής, γρήγορη μέθοδος εξέτασης των αντικειμένων ενδιαφέροντος επιτρέπει στους επαγγελματίες να αποφεύγουν ενδεχόμενους τραυματισμούς.
Περιοχή εφαρμογής
Τα πυρόμετρα βρίσκουν αρκετά ευρεία εφαρμογή σε βιομηχανίες όπου εγκαθίσταται μεγάλος αριθμός συσκευών θέρμανσης. Στις κατασκευές και στις εφαρμογές θέρμανσης χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών των κατασκευών και το πυρόμετρο βοηθά στην ανίχνευση ζημιών στη μόνωση.
Στη βιομηχανία, οι συσκευές αυτές καθιστούν δυνατή την ανάλυση της θερμοκρασίας όλων των τύπων διεργασιών από απόσταση. Αυτό είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, στη μηχανολογία, τη μεταλλουργία και άλλες βιομηχανίες.
Για παράδειγμα, οι ηλεκτρολόγοι ελέγχουν τη θέρμανση στα σημεία σύνδεσης των καλωδίωνκαι οι μηχανικοί αυτοκινήτων ελέγχουν τη θέρμανση των εξαρτημάτων της μηχανής. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν πυρόμετρα για τη διεξαγωγή ερευνών ή πειραμάτων για την επαλήθευση της θερμοκρασίας ουσιών και σωμάτων.
Στην καθημερινή ζωή, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τέτοιες συσκευές για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του σώματος, της θερμοκρασίας του νερού, της θερμοκρασίας των τροφίμων κ.λπ.
Τύποι και ταξινομήσεις
Υπάρχουν διάφορες ταξινομήσεις πυρομέτρων ανάλογα με το λειτουργικό χαρακτηριστικό.
Ανάλογα με τη βασική μέθοδο που χρησιμοποιείται στη λειτουργία:
- Υπέρυθρες,
- Οπτικά.
Τα οπτικά πυρόμετρα διακρίνονται σε:
- Φωτεινό,
- Έγχρωμη ή πολυφασματική.
Η μέθοδος σκόπευσης είναι είτε οπτική είτε συσκευή σκόπευσης λέιζερ.
Ανάλογα με τον χρησιμοποιούμενο συντελεστή ακτινοβολίας, υπάρχουν πυρόμετρα με μεταβλητό και σταθερό συντελεστή.
Ανάλογα με τη δυνατότητα μεταφοράς, τα πυρόμετρα διακρίνονται σε σταθερά και κινητά (φορητά).
Διακρίνονται με βάση το πιθανό εύρος μέτρησης:
- χαμηλή θερμοκρασία (-35...-30 °C),
- υψηλή θερμοκρασία (+400 ° C και άνω).
Δομή και αρχή λειτουργίας
Το πυρόμετρο βασίζεται σε ανιχνευτή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Τα δεδομένα μετατρέπονται μέσω ενός ολοκληρωμένου ηλεκτρονικού συστήματος και εμφανίζονται στην οθόνη.
Το τυπικό πυρόμετρο έχει σχήμα πιστολιού με μικρή οθόνη. Ο συμπαγής πίνακας ελέγχου, η στόχευση με λέιζερ και η υψηλή ακρίβεια σε κοντινή απόσταση από το αντικείμενο καθιστούν το όργανο περιζήτητο μεταξύ των μηχανικών και των τεχνικών.
Τα κύρια στοιχεία λειτουργίας του πυρομέτρου είναι ο φακός, ο δέκτης και η οθόνη, η οποία εμφανίζει το αποτέλεσμα της μέτρησης. Η αρχή λειτουργίας του πυρόμετρου είναι η εξής: η υπέρυθρη ακτινοβολία προέρχεται από το εξεταζόμενο αντικείμενο, εστιάζεται από το φακό και αποστέλλεται στο δέκτη (θερμοστοιχείο, ημιαγωγός, θερμοστοιχείο).
Εάν χρησιμοποιείται θερμοστοιχείο, η τάση αλλάζει όταν ο δέκτης θερμαίνεται. Αντίσταση - στην περίπτωση των ημιαγωγών. Αυτές οι αλλαγές μετατρέπονται σε ενδείξεις θερμοκρασίας.
Για να πραγματοποιήσετε μια μέτρηση, απλά στρέψτε το πυρόμετρο σε ένα αντικείμενο, ενεργοποιήστε το και σημειώστε το αποτέλεσμα. Η μορφή μέτρησης της θερμοκρασίας, είτε Κελσίου είτε Φαρενάιτ, μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας ένα ειδικό κουμπί.
Τεχνικά χαρακτηριστικά
Το πυρανόμετρο διαθέτει ορισμένες παραμέτρους που χαρακτηρίζουν τη λειτουργικότητά του. Η επιλογή του επιθυμητού μοντέλου της συσκευής γίνεται με βάση τις τιμές τους. Ας δούμε τα σημαντικότερα.
Οπτική ανάλυση
Πρόκειται για τον λόγο της διαμέτρου της κηλίδας του οργάνου προς την απόσταση από το αντικείμενο. Αυτό εξαρτάται από την οπτική γωνία του οργάνου: όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή που μπορεί να καλύψει. Ο σημαντικότερος παράγοντας για την ακρίβεια της μέτρησης είναι η επικάλυψη της κηλίδας αποκλειστικά με το υλικό της επιφάνειας. Εάν η περιοχή υπερβεί το όριο, η μετρούμενη τιμή είναι πιθανό να είναι ανακριβής.
TIP. Κάθε μοντέλο πυρομέτρου έχει διαφορετική οπτική ανάλυση. Η διαφορά μεταξύ των δύο είναι εντυπωσιακή, π.χ. από 2:1 σε 600:1. Η τελευταία αναλογία είναι χαρακτηριστική των επαγγελματικών συσκευών. Χρησιμοποιούνται συνήθως στη βαριά βιομηχανία. Η βέλτιστη αναλογία για οικιακά και ημιεπαγγελματικά πυρόμετρα είναι 10:1.
Εύρος εργασίας
Το εύρος λειτουργίας της συσκευής εξαρτάται από τον πυρομετρικό αισθητήρα και συχνά κυμαίνεται από -30°C έως 360°C. Έτσι, σχεδόν όλοι οι τύποι πυρομέτρων είναι κατάλληλοι για οικιακή χρήση, δεδομένης της μέγιστης θερμοκρασίας του μέσου θέρμανσης στο σύστημα θέρμανσης έως 110 °C.
Ακρίβεια
Η αβεβαιότητα μετρά τον βαθμό ανοχής των τιμών της θερμοκρασίας και εξαρτάται από την ακρίβεια του πυρομέτρου. Κατά μέσο όρο, η ανοχή είναι μικρότερη από 2% του κανόνα.
Συντελεστής ακτινοβολίας
Η παράμετρος αυτή είναι ο λόγος της ισχύος ακτινοβολίας της τρέχουσας θερμοκρασίας προς την ισχύ ενός μέλανος σώματος αναφοράς.
ΑΝΑΦΟΡΑ. Για τα ματ υλικά, ο συντελεστής εκπομπής είναι 0,9-0,95. Για το λόγο αυτό, ένας μεγάλος αριθμός οργάνων είναι προσαρμοσμένος σε αυτή την τιμή. Το αποτέλεσμα θα διαφέρει σημαντικά από το πραγματικό, π.χ. στην περίπτωση μέτρησης της επιφανειακής θέρμανσης γυαλιστερού αλουμινίου.
Πολλά μοντέλα είναι εξοπλισμένα με δείκτη λέιζερ για πιο ακριβείς μετρήσεις. Στην περίπτωση αυτή, η δέσμη φωτός δεν τοποθετείται στο κέντρο, αλλά δείχνει προς το βέλτιστο όριο της περιοχής μέτρησης.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Όπως κάθε άλλη συσκευή, έτσι και το πυρόμετρο έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Αυτά μπορούν να εξηγηθούν από τις διάφορες πτυχές της συσκευής και τις αντίστοιχες συνθήκες εφαρμογής.
Πλεονεκτήματα
- Κινητό, μικρό μέγεθος και πολύ απλή κατασκευή,
- Προσιτό χαμηλό κόστος λόγω της χρήσης ελάχιστου αριθμού στοιχείων στο σχεδιασμό,
- Υψηλό επίπεδο αξιοπιστίας,
- Αρκετά μεγάλο εύρος μέτρησης.
Μείονες
- Άμεση εξάρτηση της ένδειξης του πυρομέτρου από την ικανότητα εκπομπής του εν λόγω αντικειμένου,
- Η ακρίβεια μέτρησης μπορεί να είναι χαμηλότερη λόγω της φυσικής κατάστασης της επιφάνειας του αντικειμένου,
- Μόνο οι νεότερες μονάδες διαθέτουν λειτουργία διόρθωσης και αβεβαιότητας,
- Η απόσταση παίζει μεγάλο ρόλο στην ακρίβεια της μέτρησης.
Τα πιο δημοφιλή μοντέλα είναι
EOP-66
Το πυρόμετρο EOP-66 χρησιμοποιείται για επιστημονική και εργαστηριακή έρευνα. Έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση των παραμέτρων των επιφανειών αντικειμένων σε θερμοκρασίες από +900°C έως +10000°C,
Αυτό το σταθερό μοντέλο είναι εξοπλισμένο με ένα τηλεσκόπιο που αποτελείται από έναν αντικειμενικό φακό και ένα προσοφθάλμιο μικροσκόπιο. Ο διπλός φακός έχει εστιακό εύρος έως 25,4 cm και οπτική ανάλυση 3:1. Σημείωση: Το τηλεσκόπιο αυτού του οργάνου είναι στερεωμένο στη βάση και κινείται ομαλά στο οριζόντιο επίπεδο.
Kelvin IKS 4-20
Αυτό το πυρόμετρο υψηλής ακρίβειας διαθέτει ένα καθολικό εύρος θερμοκρασιών από -50°C έως +350°C με πολύ υψηλή ταχύτητα 0,2 δευτερολέπτων. Η εφαρμογή του οργάνου είναι στην περιοχή 8-14 μm.
Αυτό το πυρόμετρο συνδυάζει τις δυνατότητες τόσο της κινητής όσο και της σταθερής συσκευής. Αυτό οφείλεται στο συμπαγές μέγεθος (17x17x22 cm) και στην ύπαρξη υποδοχής τοποθέτησης φακού M12. Ο κατασκευαστής εγγυάται απόλυτη αντοχή στο νερό και τη σκόνη. Έτσι, το μοντέλο πυρανόμετρου που παρουσιάστηκε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε απαιτητικούς βιομηχανικούς και κατασκευαστικούς τομείς.
C-700 "Standard".
Αυτή η συσκευή μη επαφής χρησιμοποιείται κατά προτίμηση π.χ. στις κατασκευές ή στη μεταλλουργία. Χρησιμεύει ως ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας για τον προσδιορισμό του βαθμού επιφανειακής θέρμανσης χύδην και στερεών αντικειμένων, καθώς και λιωμένων και ρευστών υλικών.
Το εύρος θερμοκρασίας κυμαίνεται μεταξύ +700 και + 2200 °C, που είναι τυπικό για συσκευές υψηλής θερμοκρασίας. Η διασύνδεση με εξωτερικούς φορείς επιτυγχάνεται μέσω δύο επιλογών διασύνδεσης εξόδου: αναλογική έξοδος 4 - 20 mA ή ψηφιακή RS-485.
ΙΣΤΟΡΙΚΟ. Το οπτικό πυρόμετρο μπορεί να αγοραστεί σε πολύ προσιτή τιμή: το ελάχιστο κόστος μιας τέτοιας συσκευής είναι 6000 ρούβλια, το μέγιστο είναι 30000 ρούβλια.
Πώς να μετρήσετε τη θερμοκρασία με πυρόμετρο
Μετά την αγορά της συσκευής είναι απαραίτητο να μελετήσετε προσεκτικά το εγχειρίδιο χρήσης της. Παρά τις πολύ απλές απαιτήσεις λειτουργίας, η απρόσεκτη λειτουργία μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική παραμόρφωση των τιμών θερμοκρασίας. Η διαδικασία για τη σωστή μέτρηση της θερμοκρασίας με πυρόμετρο έχει ως εξής:
- Ενεργοποιήστε τη μονάδα πυρομέτρου,
- Προσδιορίστε το υλικό του αντικειμένου (π.χ. χάλυβας ή χαλκός),
- Στη συνέχεια, ανάλογα με το μοντέλο του οργάνου, εισαγάγετε τον συντελεστή ακτινοβολίας ως επεξεργασία στην οθόνη,
- Κατευθύνετε την ακτίνα του πυρόμετρου υπερύθρων προς την επιφάνεια που πρόκειται να μετρηθεί,
- Καθορίστε το όριο του σημείου μέτρησης χρησιμοποιώντας τον δείκτη λέιζερ.
Με αυτή τη σειρά μετρήσεων θα έχετε τα αποτελέσματα που είναι πιο κοντά στην πραγματική θερμοκρασία.
Το πυρόμετρο είναι ένα ευέλικτο και απαραίτητο όργανο για τη λειτουργικότητά του. Μόλις κατανοήσετε τις αποχρώσεις της λειτουργίας του, μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί τόσο στον επαγγελματικό τομέα όσο και στο σπίτι.
Σχετικά άρθρα:
