Pyrometry pro měření teploty bezkontaktní metodou

Pro tyto účely je nejlepší použít infračervený pyrometr.

Pyrometer - historie původu

První pyrometr byl vynalezen holandským fyzik Peter van Mushenbrukt. Taková zařízení mohou být měřena pouze vizuálně těly. A hlavní výpočty byly provedeny při zpracování informací o jasu a barevných změnách žhavého předmětu. Tyto ukazatele nebyly přesné.

Významně rozšířil funkčnost takových zařízení v současné době. Tímto můžete určit teplotu nejen ohřívaných předmětů, ale i těch, jejichž hodnota nepřesahuje 0 stupňů.

V šedesátých letech začala tato dokonalost. Dnes se toto odvětví úspěšně rozvíjí.

Díky aktivnímu rozvoji je možné vyrábět pyrometry pro průmysl. Jsou vybaveny vyššími technickými vlastnostmi. S rozvojem nanotechnologie každý rok se snižuje velikost zařízení. Díky tomu je jejich využití co nejpohodlnější.

V roce 1967 byl vyvinut První přenosný model tohoto zařízení. Byl vyroben americkou společností Wahi. Jedná se o prototyp moderních infračervených zařízení. Práce zařízení umožnila zlepšit zavedení nového vývoje a technologií. Základní princip práce byl založen na měření tepelné energie vyzařované předmětem. Pro dnešní den je možné dálkově určovat teplotní charakteristiky pevných a kapalných těles.

Hlavní rysy

Existují tři typy nástrojů pro toto kritérium:

1. Barva. Toto zařízení měří teplotu objektu na základě jeho barevného zobrazení povrchu v různých spektrech.
2. Radiace. Teplota povrchu je určena z výkonu tepelného záření.
3. Jasnost. Indikátor je určen porovnáním barvy objektu a odstínu referenčního vlákna.

Rozsah teplot a typ provedení

Pyrometr má dva typy úprav:

1. Vysoká teplota. Zhodnocují se pouze vyhřívané předměty. U takových zařízení je jedním z nejdůležitějších parametrů mezní naměřená teplota.
2. Nízkoteplotní. Mohou měřit pouze teplotu pod 0 stupňů.

Bezkontaktní zařízení lze klasifikovat podle typu cíle:

1. Stacionární zařízení se používají pro vysoce přesná měření. Jsou potřebné pro velké průmyslové podniky, kde je třeba neustále sledovat údaje o teplotě.
2. Přenosný model Je kapesní typ zařízení. Nepostradatelné, pokud není možné objekt blíže přiblížit. Mají obrazovku, na které jsou zobrazeny grafické a textové informace.

Princip fungování a konstrukce pyrometru

Aby bylo možné měřit teplotní režim na povrchu materiálu, existuje mnoho zařízení různých typů. Tato zařízení jsou rozdělena do kontaktů nebo dálkového snímání. Pyrometry se týkají zařízení s vzdáleným odstraněním indikátorů.

Princip činnosti je založen na měření tepelných vln vyzařovaných vyhřívaným povrchem.

Návrh zařízení pyrometru je následující:

1. Snímač.
2. Tlačítko.
3. Elektronický převodník.
4. Bydlení.
5. Měřící a počítací zařízení.
6. Osa hledáčku.
7. Hledáček.
8. Zrcadlo.
9. Optický systém.

Princip činnosti je následující: přes zvonek zařízení dopadá záření na pyrometrický snímač. V tom je energie převedena z tepelné na elektrické. Výkon příchozího signálu závisí na teplotě povrchu, na kterém se měří - čím vyšší je index teploty, tím silnější bude proud, který generuje snímač. Pomocí elektronického měniče typu jsou výsledky získané na obrazovce s tekutými krystaly.

Termické zobrazovače jsou jedním z typů pyrometrů. Jejich pracovní princip je založen na porovnání referenčního spektra a spektra tepelného záření.

Z objektů, které zasahují objektiv zařízení, se na barevné obrazovce promítá obraz tepelných vln. Hodnota teploty může být stanovena ze spektrální charakteristiky a také vizuálně sledována její změna gradientu na celé ploše měřeného materiálu.

Praktické aplikace tepelných snímačů byly nalezeny pro soukromé autonomní vytápění. S jejich pomocí je možné určit místo úniku v skrytém potrubí.

Technické specifikace

Infračervený pyrometr, stejně jako jakékoliv zařízení, má své vlastní technické vlastnosti. Při výběru konkrétního modelu se na ně lidé spoléhají. Nejdůležitější z nich nyní podrobněji popisujeme.

Optické rozlišení

Tento parametr určuje oblast objektu, kam chcete měřit teplotní index. Tento indikátor zcela závisí na úhlu objektivu zařízení. Čím je tento úhel větší, tím více bude oblast měření teploty. Ale to také bere v úvahu vzdálenost k měřicímu povrchu. Hlavním předpokladem pro přesný výsledek je uložení místa výlučně na povrchu materiálu. Hodnota indexu teploty bude při překročení plochy nepřesná.

Optické rozlišení se vztahuje na poměr průměru bodu zařízení k vzdálenosti k objektu. Může se lišit v závislosti na modelu zařízení od (2: 1) do (600: 1). Hodnota (600: 1) se vztahuje na profesionální měřicí přístroje, které se používají k odstranění hodnot povrchového ohřevu materiálu v těžkém průmyslu. U semiprofesionálních a domácích spotřebičů je optimální indikátor hodnota rovnající se (10: 1).

Pracovní návrh

Tato charakteristika je určena parametry pyrometrického snímače. U většiny zařízení se pohybuje od (-30) do (+360) stupňů. Prakticky všechny typy pyrometrů mohou být použity pro domácí účely, s přihlédnutím k tomu, že maximální teplota topného systému může být (110) stupňů.

Chyba a emise

Tato charakteristika, v závislosti na přesnosti nastavení přístroje, udává stupeň kolísání hodnot teplotního režimu. V průměru jsou povoleny odchylky od 2% od standardizovaných hodnot.

Koeficient záření je poměr výkonu tepelného záření u určitého teplotního indexu k stejnému parametru referenčního tělesa, který má naprosto černou barvu. U neosvitných materiálů činí 0,9-0,95. Z tohoto důvodu je řada vzdálených zařízení pro měření teploty naladěna na takové číslo.

Pokud se ale pokoušíte měřit, kolik je hliníkový povrch vyhříván, pak na indikátoru se hodnota výrazně liší od skutečné hodnoty.

Mnoho modelů pro přesnost měření je vybaveno laserovým ukazovátkem. Světlá skvrna není umístěna uprostřed, ale indikuje optimální hranici měřené oblasti.

Jak používat pyrometr

Po zakoupení takového zařízení pro měření povrchové teploty si přečtěte podrobně pokyny. I přes skutečnost, že provozní pravidla jsou jednoduchá, mohou významné zkreslení teploty vést k nesprávným činnostem.

Jak správně zjistit, jaká teplota má topení materiálu:

1. Přístroj musí být zapnutý.
2. Namontujte objímku na měřený povrch.
3. Oddělovat hranu místa měření laserovým ukazovátkem.
4. Po aktivaci přístroje se na displeji zobrazí hodnota teploty. Hodnoty lze nahradit následujícími metrikami nebo uloženými v paměti přístroje. Vše závisí na zvoleném modelu.

Jednobarevné modely

Jednofarební (infračervené) zařízení je navrženo tak, aby detekovalo pouze jednu vlnu. Jsou málo hodnotné a jsou dobrým přenosným zařízením. Jejich princip fungování je jednoduchý: stačí jen ukázat zařízení na objekt a stisknout požadované tlačítko. Výhodou je, že měření lze provést na libovolné vzdálenosti. V takových zařízeních existují určitá omezení při měření průměru místa. A jsou velmi citliví na znečištění životního prostředí. Vzhledem k těmto nedostatkům je rozsah jejich použití omezen, protože ve vlhké nebo kontaminované místnosti zařízení nefunguje správně.

Infračervený termočlánek je zjednodušená verze jednobarevného pyrometru. Jeho vlastností je nepřítomnost sofistikované elektroniky, která se používá k zesílení příchozího signálu. Právě tato vlastnost se stala jeho hlavní ctností. Termočlánek funguje na jednoduchém principu: radiaci se mění na nelineární signál termočlánku.

Výhody Termočlánek:

1. Maximální teplota je větší než ostatní.
2. S měřicími přístroji, dobrá kompatibilita.
3. Nízká cena.

Nevýhody:

1. Široký spektrální rozsah.
2. Chyba je větší než 2%.

Co je dvoubarevný pyrometr

Takové zařízení se objevilo poměrně nedávno. Tento model je pokročilejší, který může měřit více než dvě vyzařované vlny. Výhodou je, že může pracovat v různých barevných spektrech. Díky těmto indikátorům je možné toto zařízení používat na kontaminovaných místech, protože přítomnost cizích součástí (pára, plyn, kouř atd.) Nemá vliv na jeho provoz.

Tento pyrometr, který pracuje s indikátory temnoty, je také nezbytný. S přesností určí teplotu pevného kovu, který vstoupí do kapalného stavu.

Optické a laserové pyrometry

Princip fungování tohoto zařízení je shodný s tradičními nástroji. Rozdíl je v přítomnosti optického kabelu. Po tomto kabelu se přenáší světelný proud. Taková konfigurace je dobrá v tom, že je možné libovolně ohýbat takový kabel. Díky této kvalitě lze měření provádět i na nejnepřístupnějších místech.

Optické pyrometry s optickými vlákny nalezly širokou škálu aplikací v místech, kde je zvýšené elektromagnetické pole a tradiční modely jsou zcela bezmocné. Jsou vybaveny pevným zaměřením. Tato zařízení umožňují měření záření tepelné energie s nejmenším bodovým průměrem 0,1 milimetru. Toto ohnisko však omezuje vzdálenost měření: Aby bylo měření přesné, je nutné dodržet stanovenou vzdálenost v instrukci.

Laserové mířidla na pyrometrech byly instalovány za účelem měření na velké vzdálenosti. Tato zařízení mají několik typů:

1. Poutní kruhy - jedná se o nejpřesnější nástroje, které účinně pracují s různým průměrem naměřeného místa a na jakýchkoli vzdálenostech.
2. Laserový pyrometr s dvojitým paprskem. Umožňuje určit umístění a velikost měřeného objektu. V blízkosti se nedoporučuje používat, protože nejčastěji jsou čísla nadhodnocována.
3. Laserový pyrometr s jediným paprskem Umožňuje zařízení směrovat pouze ve středu místa tepelné energie. Zóna citlivosti v závislosti na modelu zařízení může mít chybu až 2 centimetry. Častěji se tato chyba vyskytuje u levných modelů.