Eri pintojen lämpötilan mittaamiseen käytetään erilaisia antureita, kuten pyrometriä. Se toimii melko nopeasti ja helposti. Selvitetään kuitenkin, mikä pyrometri on.
Aihe
Mikä on pyrometri?
Nykyaikaista teknistä laitetta, jolla määritetään minkä tahansa kohteen lämpötila infrapuna-anturin avulla, kutsutaan pyrometriksi. Se tunnetaan myös nimellä lämpötila-anturi, lämpötilan tiedonkerääjä, digitaalinen lämpömittari tai infrapunatykki. Laite perustuu periaatteeseen, jonka mukaan esineen pinnan lämpötila-arvo määritetään lämpömittauksen avulla. sähkömagneettinen säteily sähkömagneettinen säteily kohteen pinnalta. Pyrometri havaitsee näkymättömän infrapunasäteilyn, muuntaa sen asteiksi ja näyttää tuloksen. Kosketuksettoman ja nopean menetelmän avulla ammattilaiset voivat välttää mahdolliset loukkaantumiset.
Soveltamisala
Pyrometrejä käytetään melko laajalti teollisuudessa, jossa asennetaan suuri määrä lämmityslaitteita. Rakennus- ja lämmityssovelluksissa niitä käytetään rakenteiden lämpöhäviöiden laskemiseen, ja pyrometri auttaa havaitsemaan eristysvaurioita.
Teollisuudessa nämä laitteet mahdollistavat kaikenlaisten prosessien lämpötilan analysoinnin etänä. Tämä on tarpeen esimerkiksi koneenrakennuksessa, metallurgiassa ja muilla teollisuudenaloilla.
Esimerkiksi sähköasentajat tarkistavat lämmityksen johtojen liitoskohdissaja automekaanikot tarkistavat koneen osien lämmityksen. Tutkijat voivat käyttää pyrometrejä tutkimuksissa ja kokeissa, joissa he voivat tarkistaa aineiden ja kappaleiden lämpötilan.
Ihmiset käyttävät tällaisia laitteita jokapäiväisessä elämässä muun muassa kehon, veden ja ruoan lämpötilan määrittämiseen.
Tyypit ja luokitukset
Pyrometrit luokitellaan useisiin eri luokkiin toiminnallisen ominaisuuden mukaan.
Toiminnassa käytettävän olennaisen menetelmän mukaan:
- Infrapuna;
- Optinen.
Optiset pyrometrit jaetaan seuraavasti:
- Kirkas;
- Värillinen tai monispektrinen.
Tähtäysmenetelmänä käytetään joko optisia tai lasertähtäyslaitteita.
Käytettävän säteilykertoimen mukaan on olemassa muuttuvakertoimisia ja kiinteäkertoimisia pyrometrejä.
Pyrometrit jaetaan kuljetettavuuden mukaan kiinteisiin ja siirrettäviin (kannettaviin) pyrometreihin.
Ne erotetaan toisistaan mahdollisen mittausalueen perusteella:
- matalissa lämpötiloissa (-35...-30 °C);
- korkea lämpötila (+400 °C ja yli).
Rakenne ja toimintaperiaate
Pyrometri perustuu infrapunasäteilyn ilmaisimeen. Tiedot muunnetaan integroidun elektronisen järjestelmän avulla ja näytetään näytöllä.
Tyypillinen pyrometri on pistoolin muotoinen ja siinä on pieni näyttö. Kompakti ohjauspaneeli, laserin tähtäys ja suuri tarkkuus lähellä kohdetta tekevät laitteesta kysytyn insinöörien ja teknisten työntekijöiden keskuudessa.
Pyrometrin tärkeimmät osat ovat linssi, vastaanotin ja näyttö, joka näyttää mittaustuloksen. Pyrometrin toimintaperiaate on seuraava: infrapunasäteily lähtee kyseisestä kohteesta, ja se fokusoidaan linssillä ja lähetetään vastaanottimeen (lämpöpiili, puolijohde.), termopari).
Jos käytetään termoelementtiä, jännite muuttuu, kun vastaanotinta lämmitetään. Resistanssi - puolijohteiden tapauksessa. Nämä muutokset muunnetaan lämpötilalukemiksi.
Mittauksen tekeminen edellyttää, että pyrometri kohdistetaan kohteeseen, sitä käytetään ja tulos merkitään. Lämpötilan mittausmuoto, joko Celsius- tai Fahrenheit-aste, voidaan säätää sitä varten tarkoitetulla painikkeella.
Tekniset ominaisuudet
Pyrometrillä on useita parametreja, jotka kuvaavat sen toimintaa. Halutun laitemallin valinta tehdään niiden arvojen perusteella. Tarkastellaan tärkeimpiä niistä.
Optinen resoluutio
Tämä on instrumentin pisteen halkaisijan ja kohteen etäisyyden suhde. Tämä riippuu laitteen kuvakulmasta: mitä suurempi se on, sitä suuremman alueen se voi kattaa. Tärkein tekijä mittauksen tarkkuuden kannalta on pisteen päällekkäisyys pelkästään pintamateriaalin kanssa. Jos alue ylittyy, mitattu arvo on todennäköisesti epätarkka.
VINKKI. Jokaisella pyrometrimallilla on erilainen optinen resoluutio. Ero näiden kahden välillä on vaikuttava, esimerkiksi 2:1:stä 600:1:een. Jälkimmäinen suhde on ominaista ammattikäyttöön tarkoitetuille laitteille. Niitä käytetään yleensä raskaassa teollisuudessa. Kotitalouksien ja puoliammattilaisten pyrometrien optimaalinen suhde on 10:1.
Työalue
Laitteen toiminta-alue riippuu pyrometrisestä anturista ja vaihtelee usein -30 °C:n ja 360 °C:n välillä. Näin ollen lähes kaikki pyrometrityypit soveltuvat kotitalouskäyttöön, kun lämmitysjärjestelmän lämmitysaineen enimmäislämpötila on enintään 110 °C.
Tarkkuus
Epävarmuus mittaa lämpötila-arvojen mahdollista toleranssiastetta, ja se riippuu pyrometrin tarkkuudesta. Keskimäärin toleranssi on alle 2 % normaalista.
Säteilykerroin
Tämä parametri on nykyisen lämpötilan säteilytehon suhde vertailumustan kappaleen säteilytehoon.
VIITE. Mattapintaisten materiaalien emissiivisyyskerroin on seuraavanlainen 0,9-0,95. Tästä syystä suuri määrä välineitä on sovitettu tähän arvoon. Tulos poikkeaa huomattavasti todellisesta, esimerkiksi mitattaessa kiiltävän alumiinin pintalämmitystä.
Monissa malleissa on laserosoitin tarkempaa mittausta varten. Tällöin valonsäde ei ole keskellä, vaan osoittaa kohti mittausalueen optimaalista reunaa.
Edut ja haitat
Pyrometrillä, kuten muillakin laitteilla, on sekä etuja että haittoja. Nämä voidaan selittää laitteen eri ominaisuuksilla ja vastaavilla käyttöolosuhteilla.
Edut
- Liikuteltava, pienikokoinen ja hyvin yksinkertainen rakenne;
- Edullisen alhaiset kustannukset, koska suunnittelussa käytetään mahdollisimman vähän elementtejä;
- Korkea luotettavuustaso;
- Riittävän laaja mittausalue.
Miinukset
- Pyrometrin lukeman suora riippuvuus kyseisen kohteen emissiivisyydestä;
- Tarkkuus voi olla pienempi kohteen pinnan fyysisen kunnon vuoksi;
- Ainoastaan uusimmissa yksiköissä on korjaus- ja epävarmuustoiminto;
- Etäisyydellä on suuri merkitys mittauksen tarkkuuteen.
Suosituimmat mallit ovat
EOP-66
EOP-66-pyrometriä käytetään tieteelliseen ja laboratoriotutkimukseen. Se on suunniteltu mittaamaan kohteiden pintojen parametreja lämpötiloissa +900°C - +10000°C,
Tämä kiinteä malli on varustettu kaukoputkella, joka koostuu objektiivista ja okulaarimikroskoopista. Kaksoislinssiobjektiivin tarkennusalue on jopa 25,4 cm ja optinen resoluutio 3:1. Huomaa: Tämän laitteen kaukoputki on kiinnitetty alustaan ja liikkuu tasaisesti vaakatasossa.
Kelvin IKS 4-20
Tämän erittäin tarkan pyrometrin yleinen lämpötila-alue on -50 °C:sta +350 °C:een ja nopeus on erittäin suuri, 0,2 sekuntia. Laitteen käyttöalue on 8-14 μm.
Tässä pyrometrissä yhdistyvät sekä liikkuvan että kiinteän laitteen ominaisuudet. Tämä johtuu kompaktista koosta (17x17x22 cm) ja objektiivin M12-kiinnitysliittimestä. Valmistaja takaa ehdottoman vesi- ja pölytiivis. Näin ollen esiteltyä pyrometrimallia voidaan käyttää vaativilla teollisuus- ja rakennusaloilla.
C-700 "Standard".
Tätä kosketuksetonta laitetta käytetään mieluiten esimerkiksi rakennus- tai metallurgia-alalla. Se toimii hyvin infrapuna-ilmaisimena, jolla voidaan määrittää irtotavaran ja kiinteiden kappaleiden sekä sulan ja nestemäisen materiaalin pintakuumenemisaste.
Lämpötila-alue on +700-2200 °C, mikä on tyypillistä korkean lämpötilan laitteille. Liitäntä ulkoisiin kantoaaltoihin toteutetaan kahden lähtöliitäntävaihtoehdon avulla: analoginen lähtö. 4 - 20 mA tai digitaalinen RS-485.
TAUSTAA. Optisen pyrometrin voi ostaa hyvin edulliseen hintaan: tällaisen laitteen vähimmäishinta on 6000 ruplaa ja enimmäishinta 30000 ruplaa.
Lämpötilan mittaaminen pyrometrillä
Laitteen ostamisen jälkeen on syytä tutustua huolellisesti sen käyttöohjeeseen. Huolimatta hyvin yksinkertaisista käyttövaatimuksista huolimaton käyttö voi johtaa lämpötila-arvojen huomattavaan vääristymiseen. Lämpötila mitataan pyrometrillä oikein seuraavasti:
- Kytke pyrometriyksikkö päälle;
- Määritä esineen materiaali (esim. teräs tai kupari);
- Syötä sitten laitteen mallista riippuen säteilykerroin näytössä näkyvänä muokkauksena;
- Suuntaa infrapunapyrometrin säde kohti mitattavaa pintaa;
- Määritä mittauspisteen raja laserosoittimen avulla.
Tällä mittausjaksolla saat tuloksia, jotka ovat lähimpänä todellista lämpötilaa.
Pyrometri on monipuolinen ja toiminnallisuutensa vuoksi välttämätön laite. Kun ymmärrät sen toiminnan vivahteet, sitä voi helposti käyttää sekä ammattikäytössä että kotona.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
