Ce este un pirometru. Metode pirometria. Clasificarea pirometre.
Suntem cu toții obișnuiți cu măsurarea temperaturii diferitelor metode de contact corpuri - folosind termometre. termometru cu mercur obișnuită este în cabinetul de medicina de fiecare familie, termometre de expansiune (termometru conductimetrică), utilizate pe scară largă în industrie. Cu toate acestea, astăzi, vom vorbi despre un mod fundamental „nou“, până în prezent necunoscut multora, și are o metodă rară de măsurare a temperaturii fără contact a diferitelor organisme.
Probabil, cititorii regulate de articolele noastre spun că am scris deja despre termoviziune. și nici măcar o dată. Cu toate acestea, avem ceva să-ți spun: termografie - este scump echipamente profesionale, cu o mare funcționalitate. au adesea un imager termic în serviciu, în întreprinderile mici și utilizatorii obișnuiți, pur și simplu, nu există nici o oportunitate financiară și nevoie urgentă.
Apoi, pentru profesioniștii care se confruntă în fiecare zi nevoia de a măsura temperatura diferitelor organisme și medii, soluția ideală ar fi un pirometru.
Termometru - un dispozitiv care este proiectat pentru a măsura temperatura de aproape orice din corp, la o distanță de metodă fără contact (de obicei până la trei metri).
Pirometru Bosch PTD-1
În consecință, pirometria - o combinație sau suma căi și metode pentru a obține informații cu privire la temperatura corpului, încălzită la o distanță.
Baza principiului de funcționare a percepției pirometrului razelor electromagnetice (energia) emise de orice corp material, în care, intensitatea și spectrul de emisie al acestei energii este direct dependentă de temperatura corpului materialului.
Apropo, ai observat că la început, am pus cuvântul „nou“ (metoda) între ghilimele. Lucru este că primul termometru a fost inventat din nou în 1731 Pieter van Musschenbroek - om de știință olandez care a făcut termometrul să efectueze experimentele lor pe expansiunea termică a solidelor. Era departe de termometrul, pe care le puteți găsi în catalogul nostru, cu toate acestea, faptul că construirea unui astfel de dispozitiv - deschidere.
Termenul „pirometria“ - a apărut în secolul al 20-lea, dar un impuls pentru dezvoltarea pirometre a primit numai în 60-e ai secolului trecut. A fost la acel moment, experimentele au fost efectuate și au făcut descoperirea, care va produce pirometre portabile cu caracteristici ridicate de consum la scară industrială. Primul Pirometrul portabil a fost dezvoltat în măruntaiele companiei Wahl în 1967. Deoarece pirometre sunt îmbunătățite, și astăzi, datorită principiilor moderne de construcție este o paralelă comparație, atunci când temperatura corpului măsurată pe baza datelor obținute cu receptorul în infraroșu, limitele în care se măsoară temperatura solidelor și lichidelor, substanțial lărgită.
pirometru optic staționar pentru aplicații industriale Raytek
În general, principalele metode în pirometria doar două:
Desigur, de la introducerea lor, tehnologia pășit în față, astfel încât instrumentele în sine - pirometrele îmbunătățite, mai complicate, ele sunt mai precise, dar esența a rămas aceleași metode. Luați în considerare două metode mai în detaliu.
Metoda pirometria 1. Radiation - bazată pe o dependență de luminozitatea și intensitatea emisiei de energie din material a temperaturii corpului într-un interval de lungimi de undă limitată - de obicei, în infraroșu. De aceea, instrumentul foloseste o tehnica numita pirometre in infrarosu (sau radiometre infrarosu si termometre).
Infraroșu termometru TESTO 830-T1
Principiul de funcționare al infraroșii (IR) termometru este destul de simplu, deoarece există o relație proporțională între luminozitatea de emisie a subiectului și a temperaturii sale, apoi măsurarea luminozității și numărare se poate obține o valoare a temperaturii de încredere. Ie bază și elementul principal al pirometru care operează o metodă de radiație, un senzor special, care convertește energia termică gama IR luminozitate într-un semnal electric. Aici, luminozitatea sistemului optic cu fascicul termic este fix, senzor de prelucrat. Semnalul electric de la sonda intră în unitatea de procesare a informației, și apoi, se afișează rezultatul măsurătorii.
2. Metoda pirometria optic - bazat pe spectrul de emisie în funcție de temperatură în cel puțin două intervale: domeniul infraroșu și domeniul vizibil al spectrului. Ie pentru această metodă utilizează principiul culorii emisiei în funcție de temperatura obiectului.
pirometru optic cu senzor la distanță Raytek
Există două tipuri principale de pirometre optice:
- Intensitatea luminoasă Pirometrul - un dispozitiv care este capabil să detecteze temperatura corpului printr-o comparație vizuală cu radiație cu filament perdmeta radiații de referință. Ie operatorul se uită prin ocular pe obiectul care urmează să fie măsurat, în timp ce ajustarea cantității de radiație prin trecerea filamentului prin filamentul curentului electric. Firul din ocular trebuie să fie combinate cu imaginea obiectului. Este necesar să se aleagă o valoare a curentului electric la care culoarea de emisie cu filament coincide cu culoarea obiectului și modul în care-a „dizolva“ in ea. Conform acestei valori curente și determinarea temperaturii corpului încălzit. pirometre Luminozitate, de multe ori numite pirometre dispar cu filament.
- pirometru Color (pe o alta - pirometru pirometru raport spectrală sau multispectrale) - un dispozitiv care compară energia luminozității obiectului în diferite regiuni ale spectrului. Ie un pirometru de acest tip utilizează o multitudine de senzori (cel puțin două), care a masurat luminozitatea obiectului în două sau mai multe părți ale spectrului, atunci relația lor este estimat. pirometre multispectrale au o precizie maximă în determinarea temperaturii obiectului, de aceea, astăzi, profesioniști aleg aceste pirometre optice.
Raportul spectral Intern pirometru DPR-1 "SOVA"
În secolul al 20-lea, au fost omniprezente pirometrele de luminozitate, dar încă de la mijlocul anilor '60, situația a început să se schimbe. Ei au fost eliberați pirometri radiații infraroșii compacte, precise și convenabil, care a înlocuit treptat pirometrele luminozitatea de pe piață. Astăzi, aproape toate pirometre portabile - sunt dispozitive care operează pe metoda de radiații. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că acestea sunt mai ieftine decât cele optice, în aplicarea mai ușor și mai convenabil, și poate oferi o precizie suficient de mare de măsurare. Cu toate acestea, pirometre optice, în special pirometre relație spectrală are propriile avantaje.
Luați în considerare avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de dispozitive cu mai multe detalii.
1) Avantajele și dezavantajele pirometre în infraroșu.
Principalul avantaj al pirometru în infraroșu radiație este o structură relativ simplă, prin care, un termometru are un cost redus, dar fiabilitate ridicată și de dimensiuni mici. Datorită utilizării unui singur receptor, emițător și amplificator (spre deosebire de pirometru optic, care stabilește un minim de doi), pauzele de radiații termometru mai puțin și costuri mai puțin.
pirometru cu infraroșu Condtrol IR-T1
Radiation pirometru avantaj exclusiv este abilitatea de a măsura temperaturi scăzute - până la -50 ° C (pirometre alt tip nu este capabil de a face acest lucru).
Este aceste beneficii și au provocat pe scară largă acest tip pirometre.
Un dezavantaj semnificativ este dependența pirometre în infraroșu rezultatul măsurării finale din capacitatea de măsurare a obiectului emisivitate. Ce înseamnă acest lucru? Ia două recipiente din metal - un brand nou (luminos și strălucitor), iar al doilea - puternic oxidat (mat și de culoare închisă). Se toarnă apă în ambele recipient și adus la temperatura de reflux (100 ° C), după care, măsurat prin pirometru infraroșu. Valoarea temperaturii de pirometru a oxida vas corespunde realității - aproximativ 95 ° C și pentru un nou - nu (sub 50 ° C). Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, din cauza emisivitatea neuniforme, toate lucrurile fiind egale și temperaturi identice, diferite obiecte vor emite cantități diferite de energie luminoasă.
Amploarea emisivitate, afectează, de asemenea, starea fizică a obiectului (gaz, lichid sau solid), textura suprafeței (netedă sau mată), prezența unor acoperiri protectoare sau a filmelor, cruste de rugină și alte formațiuni naturale. Se crede că emisivitatea obiectului corpuluinegru este egal cu unu (1), și oglinzi - zero (0). În practică, coeficientul emisivității variind de 0.02-0.99.
Eroarea cauzată de emisivitate poate kompensirvoat prin autorități de reglementare speciale, care sunt puse pe dispozitive moderne. Acest control vă permite să reglați termometrul sub proprietățile specifice ale corpului de testare. Controlerul ajută skorrektirvoat rezultatelor măsurătorilor și pentru a obține cea mai mare precizie la măsurarea temperaturii aproape orice obiect.
Controlerul permite să adăugați coeficientul pentru a crește precizia măsurătorii. Coeficienții de radiație Tabel pentru diferite materiale în ordinea alfabetică prezentată mai jos.
Dar e totul pentru materiale standard. Și ce faci atunci când aveți nevoie pentru a măsura temperatura de materiale care nu sunt listate în tabel? De exemplu, în cazul în care gradul de oxidare a unui recipient metalic vechi poate varia, iar raportul poate fi diferit. In astfel de cazuri, este necesar să se utilizeze tabele speciale sau metodologii pentru determinarea emisivității, care trebuie să fie ambalate cu dispozitivul.
Al doilea dezavantaj al pirometre in infrarosu (da, încă mai vorbim despre neajunsurile) este acuratețea care depinde de distanța de la instrument la obiectul de măsurare. De aceea, expertii recomanda pentru a măsura temperatura obiectelor fierbinți sau greu de a alege pirometru cu o rezoluție optică ridicată. Într-adevăr, tocmai din cauza acestui parametru este determinată de distanța față de obiectul pe care operatorul poate fi fără a denatura precizia de măsurare.
2) Avantaje și dezavantaje pirometre optice multispectrale:
Pirometre raportul spectral, așa cum am spus, temperatura măsurată a obiectului, prin calcularea semnalelor de valori raport între două sau mai multe receptoare care funcționează într-un interval de lungimi de undă diferite. Teoretic, o astfel de metodă ar elimina principalele probleme care sunt inerente în pirometru infraroșu. După ce depinde de distanța dintre cei doi senzori calitatea semnalului este absolut identic, și, prin urmare, nu afectează relația lor. Astfel, precizia instrumentului nu depinde de distanța față de un obiect, nici pe emisivitate sale. Dar este în teorie, dar în practică, acest lucru nu este cazul. În practică, experiența măsurătorilor a arătat că, chiar și atunci când metoda optică de determinare a temperaturii, emisivitatea, deși indirect, influențează rezultatele măsurătorilor, conducând astfel la erori semnificative (până la 10%). Dacă adăugăm aici și alte dezavantaje ale pirometre optice :. fiabilitate scăzută, costul ridicat, etc devine clar de ce dispozitivele de radiații infraroșii sunt în mare a cererii.
Cu toate acestea, datorită tehnologiei digitale moderne, au existat dispozitive care au algoritm special pentru calcularea semnalului de corecție pentru pirometre optice. In astfel de pirometre „îmbunătățit“ eroare este de numai 1% la temperaturi de 600-2400 ° C, ceea ce este foarte bun. Costul unor astfel de dispozitive de multe ori mai mult decât instrumentele convenționale, fără corecție.
Digital pirometru multispectrale Raytek Raynger-3i
Astfel, modern pirometru optic: cele mai exacte, dar în același timp, mai scumpe și mai puțin convenabil.
În plus față de clasificarea în conformitate cu principiul acțiunii, pirometre pot fi împărțite în funcție de următoarele criterii:
1. În funcție de intervalul de temperatură:
- Temperatură ridicată - pentru obiecte foarte calde.
- Temperatura scăzută - chiar și pentru obiecte cu temperaturi sub zero grade
2. În funcție de versiunea
- Portabil - cea mai mare parte pirometre de radiații,
- Staționare - utilizate în industrie pentru monitorizarea continuă a procesului de producție.
3. Prin vizualizarea rezultatelor măsurătorilor
- Text-to-digital - temperatura este afișată în grade.
- Image - imaginea evidențiată în culori diferite, gama de temperaturi ridicate, medii și mici. Obiectul este reprezentat în descompunerea spectrală. Dispozitivele de acest tip se numește termoviziune.
In concluzie, este necesar să menționăm că termometrul - acesta este un instrument de măsurare de înaltă precizie, care este proiectat pentru măsurarea temperaturii fără contact. Deși pirometre dacă deficiențele Sheny, dar ele ajuta la profesioniști în munca lor de zi cu zi. Cele mai utilizate pe scară largă pirometrele infraroșu a avut o șansă. Acestea sunt utilizate în industrie și în viața de zi cu zi, acestea sunt disponibile pentru bani, de încredere, ușor de operat și capabile să asigure mai mult decât o acuratețe acceptabilă pentru măsurarea temperaturii.