Do pomiaru temperatury różnych powierzchni używa się różnych czujników, w tym pirometru. Działa to dość szybko i łatwo. Dowiedzmy się jednak, czym jest pirometr.
Przedmiot
Co to jest pirometr?
Nowoczesne urządzenie inżynierskie służące do określania temperatury dowolnego obiektu na podstawie czujnika podczerwieni nazywane jest pirometrem. Znany jest również jako czujnik temperatury, rejestrator danych temperatury, termometr cyfrowy lub . pistolet na podczerwień. Urządzenie oparte jest na zasadzie określania wartości temperatury powierzchni obiektu za pomocą termicznej metody pomiaru. promieniowanie elektromagnetyczne promieniowanie elektromagnetyczne z powierzchni obiektu. Pirometr wykrywa niewidzialne promieniowanie podczerwone, przelicza je na stopnie i wyświetla wynik. Bezkontaktowa, szybka metoda badania interesujących nas obiektów pozwala profesjonalistom uniknąć ewentualnych obrażeń.
Obszar zastosowania
Pirometry znajdują dość szerokie zastosowanie w branżach, w których instaluje się dużą liczbę urządzeń grzewczych. W budownictwie i ciepłownictwie są one wykorzystywane do obliczania strat ciepła konstrukcji, a pirometr pomaga wykryć uszkodzenia izolacji.
W przemyśle urządzenia te umożliwiają zdalną analizę temperatury we wszystkich rodzajach procesów. Jest to konieczne na przykład w inżynierii mechanicznej, metalurgii i innych gałęziach przemysłu.
Na przykład elektrycy sprawdzają ogrzewanie w miejscach połączeń przewodówa mechanicy samochodowi sprawdzają nagrzewanie się części maszyn. Naukowcy mogą używać pirometrów do prowadzenia badań lub eksperymentów w celu sprawdzenia temperatury substancji i ciał.
W życiu codziennym ludzie używają takich urządzeń do określania temperatury ciała, wody, jedzenia itp.
Rodzaje i klasyfikacje
Istnieje kilka klasyfikacji pirometrów w zależności od ich cech funkcjonalnych.
Zgodnie z podstawową metodą stosowaną podczas pracy:
- Podczerwień;
- Optyczny.
Pirometry optyczne dzielą się na:
- Jasne;
- Kolorowe lub wielospektralne.
Do celowania służą celowniki optyczne lub laserowe.
W zależności od stosowanego współczynnika promieniowania rozróżnia się pirometry o zmiennym i stałym współczynniku.
Ze względu na możliwości transportowe pirometry dzieli się na stacjonarne i przenośne (przewoźne).
Wyróżnia się je na podstawie możliwego zakresu pomiarowego:
- w niskich temperaturach (-35...-30 °C);
- wysoka temperatura (+400°C i więcej).
Struktura i zasada działania
Pirometr jest oparty na detektorze promieniowania podczerwonego. Dane są przekształcane za pomocą zintegrowanego systemu elektronicznego i prezentowane na wyświetlaczu.
Typowy pirometr ma kształt pistoletu z małym wyświetlaczem. Kompaktowy panel sterowania, celowanie laserem i wysoka dokładność w bezpośredniej bliskości obiektu sprawiają, że instrument ten jest poszukiwany przez inżynierów i pracowników technicznych.
Głównymi elementami roboczymi pirometru są soczewka, odbiornik i wyświetlacz, który pokazuje wynik pomiaru. Zasada działania pirometru jest następująca: promieniowanie podczerwone emitowane z danego obiektu jest skupiane przez soczewkę i przesyłane do odbiornika (termopile, półprzewodnik), termopara).
Jeśli używana jest termopara, napięcie zmienia się, gdy odbiornik jest podgrzewany. Rezystancja - w przypadku półprzewodników. Zmiany te są przekształcane na odczyty temperatury.
Aby wykonać pomiar, wystarczy skierować pirometr na obiekt, uruchomić go i zaznaczyć wynik. Format pomiaru temperatury - Celsjusz lub Fahrenheit - można ustawić za pomocą specjalnego przycisku.
Charakterystyka techniczna
Pirometr posiada szereg parametrów, które charakteryzują jego działanie. Wybór odpowiedniego modelu urządzenia jest dokonywany na podstawie ich wartości. Przyjrzyjmy się najważniejszym z nich.
Rozdzielczość optyczna
Jest to stosunek średnicy plamki instrumentu do odległości do obiektu. Zależy to od kąta widzenia instrumentu: im jest on większy, tym większy obszar może objąć. Najważniejszym czynnikiem wpływającym na dokładność pomiaru jest pokrycie się plamki wyłącznie z materiałem powierzchni. Jeśli obszar ten zostanie przekroczony, wartość pomiaru może być niedokładna.
WSKAZÓWKA. Każdy model pirometru ma inną rozdzielczość optyczną. Różnica między nimi jest imponująca, np. od 2:1 do 600:1. Ten ostatni współczynnik jest charakterystyczny dla urządzeń profesjonalnych. Są one zazwyczaj stosowane w przemyśle ciężkim. Optymalny stosunek dla pirometrów domowych i półprofesjonalnych wynosi 10:1.
Zakres roboczy
Zakres pracy urządzenia zależy od czujnika pirometrycznego i często mieści się w przedziale od -30°C do 360°C. Dlatego prawie wszystkie typy pirometrów nadają się do użytku domowego, biorąc pod uwagę maksymalną temperaturę czynnika grzewczego w systemie grzewczym do 110 °C.
Dokładność
Niepewność mierzy stopień tolerancji możliwych do uzyskania wartości temperatury i zależy od dokładności pirometru. Średnio tolerancja wynosi mniej niż 2% normy.
Współczynnik promieniowania
Ten parametr jest stosunkiem mocy promieniowania w bieżącej temperaturze do mocy promieniowania referencyjnego ciała doskonale czarnego.
REFERENCJE. Dla materiałów matowych współczynnik emisyjności wynosi 0,9-0,95. Z tego powodu duża liczba instrumentów jest dostosowana do tej wartości. Wynik będzie się znacznie różnił od rzeczywistego, np. w przypadku pomiaru nagrzewania powierzchni błyszczącego aluminium.
Wiele modeli jest wyposażonych we wskaźnik laserowy umożliwiający dokładniejsze pomiary. W tym przypadku wiązka światła nie jest umieszczona w środku, lecz skierowana w stronę optymalnej granicy obszaru pomiarowego.
Zalety i wady
Tak jak każde inne urządzenie, pirometr ma zalety i wady. Można to wyjaśnić różnymi aspektami urządzenia i odpowiednimi warunkami jego zastosowania.
Zalety
- Przenośny, o niewielkich rozmiarach i bardzo prostej konstrukcji;
- Przystępny, niski koszt dzięki zastosowaniu minimalnej liczby elementów w projekcie;
- Wysoki poziom niezawodności;
- Wystarczająco szeroki zakres pomiarowy.
Minusy
- Bezpośrednia zależność wskazań pirometru od emisyjności danego obiektu;
- Dokładność może być mniejsza ze względu na stan fizyczny powierzchni obiektu;
- Tylko najnowsze urządzenia posiadają funkcję korekcji i niepewności;
- Odległość odgrywa dużą rolę w dokładności pomiaru.
Najpopularniejsze modele to
EOP-66
Pirometr EOP-66 jest używany do badań naukowych i laboratoryjnych. Jest przeznaczony do pomiaru parametrów powierzchni obiektów w temperaturach od +900°C do +10000°C,
Ten model stacjonarny jest wyposażony w teleskop, który składa się z obiektywu i okularu mikroskopu. Obiektyw dwuobiektywowy ma zasięg ogniskowania do 25,4 cm i rozdzielczość optyczną 3:1. Uwaga: Teleskop tego instrumentu jest przymocowany do podstawy i porusza się płynnie w płaszczyźnie poziomej.
Kelvin IKS 4-20
Ten wysoce precyzyjny pirometr ma uniwersalny zakres temperatur od -50°C do +350°C i bardzo dużą szybkość pomiaru wynoszącą 0,2 sekundy. Instrument jest stosowany w zakresie od 8 do 14 μm.
Pirometr ten łączy w sobie możliwości urządzenia przenośnego i stacjonarnego. Wynika to z kompaktowych rozmiarów (17x17x22 cm) i obecności gniazda mocowania obiektywu M12. Producent gwarantuje absolutną wodo- i pyłoszczelność. Dzięki temu prezentowany model pirometru może być stosowany w wymagających sektorach przemysłu i budownictwa.
C-700 "Standard".
Ten bezdotykowy przyrząd najlepiej sprawdza się np. w budownictwie lub metalurgii. Służy jako detektor podczerwieni do określania stopnia nagrzania powierzchni przedmiotów sypkich i stałych, a także materiałów stopionych i płynnych.
Zakres temperatur wynosi od +700 do + 2200 °C, co jest typowe dla urządzeń wysokotemperaturowych. Współpraca z zewnętrznymi nośnikami danych jest możliwa dzięki dwóm opcjom interfejsu wyjściowego: wyjście analogowe 4 - 20 mA lub cyfrowe RS-485.
TŁO. Pirometr optyczny można kupić po bardzo przystępnej cenie: minimalny koszt takiego urządzenia to 6000 rubli, maksymalny - 30000 rubli.
Jak mierzyć temperaturę za pomocą pirometru
Po zakupie urządzenia należy dokładnie zapoznać się z jego instrukcją obsługi. Pomimo bardzo prostych wymagań dotyczących obsługi, nieostrożna obsługa może prowadzić do znacznego zniekształcenia wartości temperatury. Proces prawidłowego pomiaru temperatury za pomocą pirometru jest następujący:
- Włączyć pirometr;
- Określ materiał, z którego wykonany jest przedmiot (np. stal lub miedź);
- Następnie, w zależności od modelu przyrządu, wprowadź współczynnik promieniowania jako wartość edytowaną na wyświetlaczu;
- Skieruj wiązkę pirometru podczerwieni na mierzoną powierzchnię;
- Wyznacz granicę punktu pomiarowego za pomocą wskaźnika laserowego.
Dzięki takiej kolejności pomiarów można uzyskać wyniki najbardziej zbliżone do rzeczywistej temperatury.
Pirometr jest przyrządem uniwersalnym i niezbędnym ze względu na swoją funkcjonalność. Po zapoznaniu się z niuansami jego działania, można go z łatwością używać zarówno w sferze zawodowej, jak i w domu.
Powiązane artykuły:
