Er worden verschillende sensoren gebruikt om de temperatuur van verschillende oppervlakken te meten, waaronder een pyrometer. Het werkt vrij snel en gemakkelijk. Maar laten we eens kijken wat een pyrometer is.
Onderwerp
Wat is een pyrometer?
Een modern technisch apparaat voor het bepalen van de temperatuur van een voorwerp op basis van een infraroodsensor wordt een pyrometer genoemd. Het is ook bekend als temperatuurdetector, temperatuur datalogger, digitale thermometer of infrarood pistool. Het apparaat is gebaseerd op het principe van de bepaling van de temperatuurwaarde van het oppervlak van een voorwerp door thermische elektromagnetische straling elektromagnetische straling van het oppervlak van het object. De pyrometer detecteert onzichtbare infraroodstraling, zet deze om in graden en geeft het resultaat weer. Dankzij de contactloze, snelle methode om interessante voorwerpen te onderzoeken, kunnen professionals mogelijke verwondingen voorkomen.
Toepassingsgebied
Pyrometers worden vrij algemeen toegepast in industrieën waar grote aantallen verwarmingstoestellen zijn geïnstalleerd. In de bouw en bij verwarming worden zij gebruikt om het warmteverlies van structuren te berekenen en de pyrometer helpt bij het opsporen van schade aan de isolatie.
In de industrie maken deze apparaten het mogelijk de temperatuur van allerlei processen op afstand te analyseren. Dit is bijvoorbeeld nodig in de machinebouw, de metallurgie en andere industrieën.
Bijvoorbeeld elektriciens controleren de verwarming op de aansluitpunten van dradenen automonteurs controleren de verwarming van machineonderdelen. Wetenschappers kunnen pyrometers gebruiken voor onderzoek of experimenten om de temperatuur van stoffen en lichamen te verifiëren.
In het dagelijks leven gebruiken mensen dergelijke toestellen om de lichaamstemperatuur, de watertemperatuur, de voedseltemperatuur, enz. te bepalen.
Soorten en classificaties
Er zijn verschillende indelingen van pyrometers, afhankelijk van de functionele eigenschap.
Volgens de essentiële methode die in bedrijf is:
- Infrarood;
- Optisch.
Optische pyrometers zijn onderverdeeld in:
- Helder;
- Gekleurd, of multispectraal.
De richtmiddelen zijn optisch of met laser.
Naar gelang van de gebruikte stralingscoëfficiënt zijn er pyrometers met variabele en met vaste coëfficiënt.
Op grond van hun transporteerbaarheid worden pyrometers onderverdeeld in stationaire en mobiele (draagbare) pyrometers.
Op basis van het mogelijke meetbereik wordt een onderscheid gemaakt:
- lage temperatuur (-35...-30 °C);
- hoge temperatuur (+400 ° C en hoger).
Structuur en werkingsprincipe
De pyrometer is gebaseerd op een infraroodstralingsdetector. De gegevens worden door middel van een geïntegreerd elektronisch systeem omgezet en op het display weergegeven.
De typische pyrometer heeft de vorm van een pistool met een klein display. Het compacte bedieningspaneel, het richten met de laser en de hoge nauwkeurigheid in de nabijheid van het object maken het instrument gewild bij ingenieurs en technici.
De belangrijkste werkingselementen van de pyrometer zijn de lens, de ontvanger en het display, waarop het resultaat van de meting wordt weergegeven. Het werkingsprincipe van de pyrometer is als volgt: de infrarode straling gaat uit van het voorwerp in kwestie en wordt door de lens gefocusseerd en naar de ontvanger gezonden (thermopile, halfgeleider, thermokoppel).
Als een thermokoppel wordt gebruikt, verandert de spanning wanneer de ontvanger wordt verwarmd. Weerstand - in het geval van halfgeleiders. Deze veranderingen worden omgezet in temperatuurmetingen.
Om een meting uit te voeren, richt u de pyrometer op een voorwerp, stelt u het in werking en markeert u het resultaat. Het formaat van de temperatuurmeting, Celsius of Fahrenheit, kan worden aangepast met een speciale knop.
Technische kenmerken
De pyrometer heeft een aantal parameters die zijn functionaliteit karakteriseren. De keuze van het gewenste model van het toestel wordt gemaakt op basis van hun waarden. Laten we eens kijken naar de belangrijkste.
Optische resolutie
Dit is de verhouding tussen de diameter van de vlek van het instrument en de afstand tot het voorwerp. Dit hangt af van de gezichtshoek van het instrument: hoe groter het is, hoe groter het gebied dat het kan bestrijken. De belangrijkste factor voor de nauwkeurigheid van de meting is de overlapping van de spot met alleen het oppervlaktemateriaal. Als dit gebied wordt overschreden, zal de meetwaarde waarschijnlijk onnauwkeurig zijn.
TIP. Elk model pyrometer heeft een verschillende optische resolutie. Het verschil tussen beide is indrukwekkend, b.v. van 2:1 tot 600:1. Deze laatste verhouding is kenmerkend voor professionele toestellen. Zij worden gewoonlijk gebruikt in de zware industrie. De optimale verhouding voor huishoudelijke en semi-professionele pyrometers is 10:1.
Werkbereik
Het werkbereik van het toestel hangt af van de pyrometrische sensor en varieert vaak van -30°C tot 360°C. Derhalve zijn bijna alle types pyrometers geschikt voor huishoudelijk gebruik, gezien de maximumtemperatuur van het verwarmingsmedium in het verwarmingssysteem tot 110 °C.
Nauwkeurigheid
De onzekerheid meet de mate van tolerantie van de temperatuurwaarden die mogelijk zijn en is afhankelijk van de nauwkeurigheid van de pyrometer. Gemiddeld bedraagt de tolerantie minder dan 2% van de norm.
Stralingscoëfficiënt
Deze parameter is de verhouding van het stralingsvermogen van de huidige temperatuur tot dat van een referentie-zwartelichaam.
VERWIJZING. Voor matte materialen is de emissiefactor 0,9-0,95. Daarom is een groot aantal instrumenten op deze waarde afgestemd. Het resultaat zal duidelijk verschillen van het werkelijke resultaat, b.v. in het geval van meting van de oppervlakteverwarming van glanzend aluminium.
Veel modellen zijn uitgerust met een laserpointer voor nauwkeurigere metingen. In dit geval wordt de lichtbundel niet in het midden geplaatst, maar wijst hij naar de optimale grens van het meetgebied.
Voor- en nadelen
Net als elk ander apparaat heeft een pyrometer voor- en nadelen. Deze kunnen worden verklaard door de verschillende aspecten van het toestel en de respectieve toepassingsomstandigheden.
Voordelen
- Mobiel, klein formaat en zeer eenvoudige constructie;
- Betaalbaar lage kosten door het gebruik van een minimum aantal elementen in het ontwerp;
- Hoge mate van betrouwbaarheid;
- Voldoende groot meetbereik.
Minpunten
- Directe afhankelijkheid van de pyrometermeting van de emissiviteit van het object in kwestie;
- De meetnauwkeurigheid kan lager zijn vanwege de fysieke toestand van het objectoppervlak;
- Alleen de nieuwste toestellen hebben een correctie- en onzekerheidsfunctie;
- Afstand speelt een grote rol bij de nauwkeurigheid van de meting.
De meest populaire modellen zijn
EOP-66
De EOP-66 pyrometer wordt gebruikt voor wetenschappelijk en laboratoriumonderzoek. Het is ontworpen om de parameters van de oppervlakken van voorwerpen te meten bij temperaturen van +900°C tot +10000°C,
Dit stationaire model is uitgerust met een telescoop die bestaat uit een objectief en een oculairmicroscoop. Het objectief met dubbele lens heeft een scherpstelbereik tot 25,4 cm en een optische resolutie van 3:1. Opmerking: De telescoop van dit instrument is bevestigd op de basis en beweegt soepel in het horizontale vlak.
Kelvin IKS 4-20
Deze zeer nauwkeurige pyrometer heeft een universeel temperatuurbereik van -50°C tot +350°C met een zeer hoge snelheid van 0,2 seconden. Het instrument wordt gebruikt in het bereik van 8-14 μm.
Deze pyrometer combineert de mogelijkheden van een mobiel en een stationair toestel. Dit is te danken aan de compacte afmetingen (17x17x22 cm) en de aanwezigheid van de lensbevestigingsaansluiting M12. De fabrikant garandeert absolute water- en stofdicht. Het gepresenteerde pyrometermodel kan dus worden gebruikt in veeleisende industriële en bouwsectoren.
C-700 "Standaard".
Dit contactloos toestel wordt bij voorkeur gebruikt in b.v. de bouw of de metallurgie. Het is een goede infrarooddetector voor het bepalen van de mate van oppervlakteverwarming van bulk- en vaste voorwerpen en van gesmolten en vloeibare materialen.
Het temperatuurbereik ligt tussen +700 en + 2200 °C, wat typisch is voor toestellen met een hoge temperatuur. Interfacing met externe dragers wordt gerealiseerd via twee output-interface-opties: analoge output 4 - 20 mA of digitaal RS-485.
ACHTERGROND. De optische pyrometer kan tegen een zeer betaalbare prijs worden aangeschaft: de minimumprijs van een dergelijk apparaat is 6000 roebel, de maximumprijs is 30000 roebel.
Temperatuur meten met een pyrometer
Na aankoop van het toestel is het noodzakelijk de handleiding zorgvuldig te bestuderen. Ondanks de zeer eenvoudige bedieningseisen kan onzorgvuldig gebruik leiden tot aanzienlijke vertekening van temperatuurwaarden. De procedure voor het correct meten van de temperatuur met een pyrometer is als volgt:
- Zet de pyrometer aan;
- Bepaal het materiaal van het voorwerp (b.v. staal of koper);
- Voer vervolgens, afhankelijk van het model van het instrument, de stralingscoëfficiënt in als een bewerking op het display;
- Richt de straal van de infrarood-pyrometer op het te meten oppervlak;
- Bepaal de grens van het meetpunt met behulp van de laserpointer.
Met deze opeenvolging van metingen krijgt u de resultaten die de werkelijke temperatuur het dichtst benaderen.
De pyrometer is een veelzijdig en onmisbaar instrument voor zijn functionaliteit. Zodra u de nuances van de werking ervan begrijpt, kan het gemakkelijk zowel in de professionele sfeer als thuis worden gebruikt.
Verwante artikelen:
