Per misurare la temperatura delle diverse superfici vengono utilizzati vari sensori, tra cui un pirometro. Funziona abbastanza rapidamente e facilmente. Ma scopriamo cos'è un pirometro.
Oggetto
Cos'è un pirometro?
Un moderno dispositivo ingegneristico per determinare la temperatura di qualsiasi oggetto basato su un sensore a infrarossi è chiamato pirometro. È anche conosciuto come rilevatore di temperatura, registratore di dati di temperatura, termometro digitale o pistola a infrarossi. Il dispositivo si basa sul principio della determinazione del valore di temperatura della superficie di un oggetto per via termica radiazione elettromagnetica radiazione elettromagnetica dalla superficie dell'oggetto. Il pirometro rileva la radiazione infrarossa invisibile, la converte in gradi e visualizza il risultato. Il metodo veloce e senza contatto per esaminare gli oggetti di interesse permette ai professionisti di evitare possibili lesioni.
Area di applicazione
Un'applicazione piuttosto ampia si trova per i pirometri nelle industrie dove sono installati un gran numero di dispositivi di riscaldamento. Nelle applicazioni di costruzione e di riscaldamento sono utilizzati per calcolare la perdita di calore delle strutture e il pirometro aiuta a rilevare i danni all'isolamento.
Nell'industria, questi dispositivi permettono di analizzare la temperatura di tutti i tipi di processi a distanza. Questo è necessario, per esempio, nell'ingegneria meccanica, nella metallurgia e in altre industrie.
Per esempio gli elettricisti controllano il riscaldamento nei punti di connessione dei filie i meccanici di automobili controllano il riscaldamento delle parti della macchina. Gli scienziati possono usare i pirometri per condurre ricerche o esperimenti per verificare la temperatura di sostanze e corpi.
Nella vita quotidiana, le persone usano tali dispositivi per determinare la temperatura del corpo, dell'acqua, del cibo, ecc.
Tipi e classificazioni
Ci sono diverse classificazioni di pirometri a seconda dell'attributo funzionale.
Secondo il metodo essenziale utilizzato nel funzionamento:
- A infrarossi;
- Ottico.
I pirometri ottici si suddividono in:
- Luminoso;
- Colorato, o multispettrale.
Il metodo di puntamento è costituito da dispositivi di puntamento ottici o laser.
Secondo il coefficiente di radiazione utilizzato, ci sono pirometri a coefficiente variabile e fisso.
Secondo la trasportabilità, i pirometri si dividono in fissi e mobili (portatili).
Si distinguono in base al campo di misurazione possibile:
- bassa temperatura (-35...-30 °C);
- alta temperatura (+400°C e oltre).
Struttura e principio di funzionamento
Il pirometro si basa su un rilevatore di radiazioni infrarosse. I dati vengono convertiti per mezzo di un sistema elettronico integrato e visualizzati sul display.
Il tipico pirometro ha la forma di una pistola con un piccolo display. Il pannello di controllo compatto, il puntamento del laser e l'alta precisione in prossimità dell'oggetto rendono lo strumento molto richiesto dagli ingegneri e dai tecnici.
I principali elementi di lavoro del pirometro sono la lente, il ricevitore e il display, che mostra il risultato della misurazione. Il principio di funzionamento del pirometro è il seguente: la radiazione infrarossa emana dall'oggetto in questione e viene focalizzata dalla lente e inviata al ricevitore (termopila, semiconduttore, termocoppia).
Se si usa una termocoppia, la tensione cambia quando il ricevitore viene riscaldato. Resistenza - nel caso dei semiconduttori. Questi cambiamenti sono convertiti in letture di temperatura.
Per effettuare una misurazione, basta puntare il pirometro verso un oggetto, azionarlo e segnare il risultato. Il formato di misurazione della temperatura, Celsius o Fahrenheit, può essere regolato tramite un pulsante dedicato.
Caratteristiche tecniche
Il pirometro ha una serie di parametri che caratterizzano la sua funzionalità. La scelta del modello desiderato del dispositivo è fatta sulla base dei loro valori. Vediamo i principali.
Risoluzione ottica
Questo è il rapporto tra il diametro dello spot dello strumento e la distanza dell'oggetto. Questo dipende dall'angolo di vista dello strumento: più è grande, maggiore è l'area che può coprire. Il fattore più importante per la precisione della misurazione è la sovrapposizione dello spot esclusivamente con il materiale della superficie. Se l'area viene superata, è probabile che il valore misurato sia impreciso.
TIP. Ogni modello di pirometro ha una risoluzione ottica diversa. La differenza tra i due è impressionante, per esempio da 2:1 a 600:1. Quest'ultimo rapporto è caratteristico dei dispositivi professionali. Di solito sono utilizzati nell'industria pesante. Il rapporto ottimale per i pirometri domestici e semi-professionali è 10:1.
Campo di lavoro
Il campo di lavoro del dispositivo dipende dal sensore pirometrico e spesso va da -30°C a 360°C. Così, quasi tutti i tipi di pirometri sono adatti all'uso domestico, data la temperatura massima del mezzo di riscaldamento nel sistema di riscaldamento fino a 110 °C.
Precisione
L'incertezza misura il grado di tolleranza dei valori di temperatura possibili e dipende dalla precisione del pirometro. In media la tolleranza è inferiore al 2% della norma.
Coefficiente di radiazione
Questo parametro è il rapporto tra la potenza di radiazione della temperatura attuale e quella di un corpo nero di riferimento.
RIFERIMENTO. Per i materiali opachi, il fattore di emissività è 0,9-0,95. Per questo motivo, un gran numero di strumenti sono abbinati a questo valore. Il risultato sarà notevolmente diverso da quello reale, ad esempio nel caso della misurazione del riscaldamento superficiale dell'alluminio lucido.
Molti modelli sono dotati di un puntatore laser per una misurazione più precisa. In questo caso, il fascio di luce non è posizionato al centro, ma punta verso il confine ottimale dell'area di misurazione.
Vantaggi e svantaggi
Proprio come qualsiasi altro dispositivo, un pirometro ha vantaggi e svantaggi. Questi possono essere spiegati dai diversi aspetti del dispositivo e dalle rispettive condizioni di applicazione.
Vantaggi
- Mobile, di piccole dimensioni e di costruzione molto semplice;
- Basso costo accessibile grazie all'uso di un numero minimo di elementi nel design;
- Alto livello di affidabilità;
- Campo di misura abbastanza ampio.
Minus
- Dipendenza diretta della lettura del pirometro dall'emissività dell'oggetto in questione;
- La precisione della misurazione può essere inferiore a causa delle condizioni fisiche della superficie dell'oggetto;
- Solo le unità più recenti hanno una funzione di correzione e incertezza;
- La distanza gioca un ruolo importante nella precisione della misurazione.
I modelli più popolari sono
EOP-66
Il pirometro EOP-66 è utilizzato per la ricerca scientifica e di laboratorio. È progettato per misurare i parametri delle superfici degli oggetti a temperature da +900°C a +10000°C,
Questo modello stazionario è dotato di un telescopio che consiste in un obiettivo e un microscopio oculare. L'obiettivo a doppia lente ha una gamma di messa a fuoco fino a 25,4 cm e una risoluzione ottica di 3:1. Nota: Il telescopio di questo strumento è fissato alla base e si muove dolcemente sul piano orizzontale.
Kelvin IKS 4-20
Questo pirometro di alta precisione ha una gamma di temperatura universale da -50°C a +350°C con una velocità molto alta di 0,2 secondi. L'applicazione dello strumento è nella gamma di 8-14 μm.
Questo pirometro combina le capacità di un dispositivo mobile e stazionario. Questo è dovuto alle dimensioni compatte (17x17x22 cm) e alla presenza della presa di montaggio dell'obiettivo M12. Il produttore garantisce l'assoluta a prova di acqua e polvere. Così il modello di pirometro presentato può essere utilizzato in settori industriali e di costruzione esigenti.
C-700 "Standard".
Questo dispositivo senza contatto è preferibilmente utilizzato, ad esempio, nella costruzione o nella metallurgia. Serve bene come rivelatore a infrarossi per determinare il grado di riscaldamento superficiale di oggetti solidi e alla rinfusa e di materiali fusi e fluidi.
L'intervallo di temperatura è compreso tra +700 e + 2200 °C, che è tipico dei dispositivi ad alta temperatura. L'interfacciamento con vettori esterni si ottiene tramite due opzioni di interfaccia di uscita: uscita analogica 4 - 20 mA o digitale RS-485.
CONTESTO. Il pirometro ottico può essere acquistato a un prezzo molto conveniente: il costo minimo di un tale dispositivo è di 6000 rubli, il massimo è di 30000 rubli.
Come misurare la temperatura con un pirometro
Dopo aver acquistato il dispositivo è necessario studiare attentamente il suo manuale. Nonostante i requisiti operativi molto semplici, un funzionamento incauto può portare a una notevole distorsione dei valori di temperatura. Il processo per misurare correttamente la temperatura con un pirometro è il seguente:
- Accendere l'unità pirometrica;
- Determinare il materiale dell'oggetto (per esempio, acciaio o rame);
- Poi, a seconda del modello dello strumento, inserire il coefficiente di radiazione come modifica sul display;
- Dirigere il raggio del pirometro a infrarossi verso la superficie da misurare;
- Determinare il confine del punto di misurazione usando il puntatore laser.
Con questa sequenza di misurazioni otterrete i risultati più vicini alla temperatura reale.
Il pirometro è uno strumento versatile e indispensabile per la sua funzionalità. Una volta comprese le sfumature del suo funzionamento, può essere facilmente utilizzato sia in ambito professionale che a casa.
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