Samotné měření teploty se provádí poměrně dlouho. Jsou ale místa a situace, kdy je „normální“ teploměr nepostradatelný – jednoduše proto, že tam není vše dostupné pro přímé měření. V takových případech, stejně jako když je měření obzvláště nebezpečné, je nutné použít pyrometr.
Zařízení
Hlavní pracovní částí každého pyrometru je jednotka, která detekuje infračervené záření. Na základě jeho spektra a úrovně intenzity lze posoudit stupeň zahřátí povrchu předmětů neméně přesně než při přímém kontaktu s ním. Kromě dálkového měřiče je k dispozici elektronické zařízení, které zaznamenává výsledky měření a zobrazuje je ve formátu, který je snadno čitelný. Navenek pyrometr vypadá jako laserové pistole, které jsou zobrazeny ve sci-fi filmech. Údaje o teplotě se zobrazují na LCD obrazovce a zaměřování na požadované povrchy se provádí pomocí laserového zařízení.
Optický systém používaný k měření teploty zaostřuje infračervené vlny.
Nechybí ani samotný teploměr (čidlo), který generuje elektrický signál. Existuje speciální blok, který zpracovává příchozí signál. Po zpracování se hotové informace zobrazí na displeji. Alternativní název pro pyrometr je infračervený teploměr.
Princip činnosti
Hlavní charakteristiky pyrometrických zařízení ukázalo se být:
rozlišení v optickém rozsahu;
rychlost působení (obzvláště důležité, pokud se rychle mění stupeň ohřevu).
Téměř všechna moderní zařízení jsou schopna zpracovat příchozí informace a zobrazit je na obrazovce za přibližně 1 sekundu nebo ještě méně. Informace mohou být zobrazeny v analogovém nebo digitálním formátu.
Moderní technologie obvykle pracuje s nosiči informací tak, aby bylo možné shromažďovat a následně hluboce analyzovat výsledky měření.
Často existuje možnost nastavit minimální a maximální hodnoty v sérii měření a také speciální zvukové nebo světelné upozornění při dosažení určité úrovně teploty.
Aby bylo možné shromážděné informace přenést do PC, notebooku, smartphonu nebo externího paměťového zařízení, používá se standardní USB rozhraní. Ale Abyste pochopili, odkud pocházejí samotná přenášená data, musíte pochopit princip fungování zařízení. Každé těleso, tak či onak, vyzařuje infračervené vlny. Černé díry a další exotické stavy hmoty lze z rovnice vyjmout. Když je zařízení namířeno na hmotný objekt, lze toto záření registrovat.
Rozsah, ve kterém lze měření provést, je určen velikostí měřeného povrchu a charakteristikami vzduchu kolem objektu. Čím je špinavější, tím více se objevuje interference a tím obtížnější je stanovit skutečnou teplotu. Specifičnost pyrometrů umožňuje použití těchto zařízení:
při stanovení teploty nepřístupných nebo vůbec nepřístupných předmětů;
stanovení stupně zahřívání pohybujících se předmětů nebo pohyblivých částí objektů, které jsou obecně stacionární;
stanovení úrovně ohřevu předmětů pod napětím, v toxickém prostředí nebo na jiných nebezpečných místech;
rychlé měření rychlých změn teploty;
práce s předměty, které málo absorbují teplo nebo ho nevedou dostatečně rychle.
Typy a rozsahy
Stacionární pyrometry jsou široce používány ve vážných průmyslových odvětvích a energetických zařízeních. Potřebují je metalurgové, rafinérie ropy a průmysl chemické syntézy.
Je třeba poznamenat, že stacionární zařízení má vyšší třídu přesnosti než přenosné protějšky. Existuje mnoho možností navržených pro měření teplot od -30 do +3500 stupňů. Rozdíl mezi konkrétními modely je způsoben nejen sadou funkcí, ale také výkonem hlavních prvků a velikostí chyby měření.
Je zvykem rozdělovat pyrometry na nízkoteplotní a vysokoteplotní (určené k měření ukazatelů nad 400 stupňů). Z pochopitelných důvodů patří do první skupiny cukrářský typ a do druhé zařízení pro metalurgické, papírenské a petrochemické závody. Pro kulinářské účely se pyrometry používají k řízení stupně ohřevu:
teplé nápoje, cereálie a další pokrmy (jednotlivé produkty).
Někdy v průmyslových zařízeních a v jiných oblastech se používají radiační pyrometry. Taková zařízení mohou měřit teploty ne nižší než 400–700 stupňů. Proto je lze použít výhradně tam, kde jsou vysokoteplotní technologické procesy a aparatury. Patří sem nejen hutnictví a elektroenergetika, ale také:
výroba skla a cihel, keramiky;
bezpečnostní a požární systémy;
nějaký technický vývoj.
Pro praktické potřeby se často nejpohodlnější možností stává digitální pyrometr s analogovým výstupem. Např, PCE IR 10. Je třeba poznamenat, že na příkladu tohoto zařízení lze rozlišit ještě jednu kategorii – pyrometrické zařízení, zapsané a nezapsané ve státním rejstříku Ruské federace. Samotný PCE IR 10 bohužel není v tomto seznamu zahrnut, což jeho použití v řadě případů výrazně omezuje. Pokud jde o termoelektrické pyrometry, je tento typ zařízení založen na efektu objeveném T. I. Seebeckem v první čtvrtině XNUMX. století.
Pointa je, že energie volných elektronů je velmi rozdílná v závislosti na aktuální teplotě. Když je jeden konec vodiče zahřátý více než druhý, rychlost pohybu elektronů tam bude vyšší. Způsob výroby pracovního konce termočlánku neovlivňuje účinnost zařízení za předpokladu, že teplota po celém povrchu pracovního konce je stejná. Slabinou této metody měření je, že je extrémně obtížné nebo dokonce téměř nemožné určit skutečný odpor ve vodiči. A bude se nutně lišit od indikátorů stanovených během kalibrace.
Proto se pyrometry s termočlánkem snaží vybavit součástkami s vysokým odporem a s nízkým elektrickým odporem.
Jen tak lze dosáhnout optimálního výsledku a alespoň do určité míry kompenzovat negativní vliv. Barevné zařízení, někdy nazývané spektrální poměrové zařízení nebo (v zahraničních zdrojích) poměrové zařízení, má své výhody. Tuzemští developeři jednoznačně preferují poměr červené a modré barvy. Pro měření jasu monochromatických proudů se používá jeden přijímač signálu, který má společný zesilovací kanál.
Předmětem měření barevným pyrometrem může být nejen zcela černé těleso, jako při použití jiných provozních principů. Další výhodou takového schématu je, že téměř nepodléhá zkreslení způsobeným externími zdroji:
změna vzdáleností mezi objekty;
absorbéry vln mezi zdrojem a přijímačem signálu.
Podstata zařízení je velmi jednoduchá: automaticky měří logaritmus, který popisuje poměr červených a modrých spektrálních jasů. Jasové zařízení udělá další krok na základě faktu zjištěného fyziky, že výsledný logaritmus proporcionálně odpovídá převrácené hodnotě barevných teplot. Záření prochází k fotobuňce nebo fotorezistenci přes optické součásti zařízení. V některých modelech se používají obturátory, které se otáčejí díky synchronním elektromotorům. Převod hodnot pyrometru na stupně Celsia se provádí pomocí kalibračních grafů pro každý podrozsah.
Někdy se ale používá trochu jiná metoda – bichromatická pyrometrie. Z přijímače záření jsou odebírány 2 signály, které jsou úměrné jasu energie a vlnovým délkám. Tato technika vám umožňuje opustit další obvody a poměrové měřiče a skutečně měřit přímo. Barevné pyrometry jsou preferovanou možností pro oblasti, kde je neustálý kouř, kde se hromadí velké množství prachu nebo kde jsou neustále ucpaná průhledítka. Zároveň je třeba chápat, že stále přetrvává důležitý zdroj chyb – nestabilita při provozu fotobuňky – a tento problém nelze zcela odstranit.
Zvláštní pozornost si zaslouží profesionální fotoelektrické pyrometry. Používají se při vysokoteplotních měřeních (když je přibližná teplota pevné látky 600–2000 stupňů). Taková zařízení jsou vynikajícím prostředkem pro měření teplot v rychle se vyskytujících procesech. Práce je následující: fotobuňka generuje elektrický impuls, který je úměrný intenzitě světla dopadajícího na kontakt. Protože je světelný tok úměrný naměřené teplotě, lze provést jednoduchý výpočet, který ukáže požadovaný údaj.
Pokud je nebezpečné se předmětu dotýkat nebo je na těžko dostupném místě, pak lze k měření teploty použít speciální detektor. Při nebezpečí úniku tepla nebo chladu, protržení tepelné izolace se provádí měření na dálku.
Na trhu existuje široká škála pyrometrů pro testování povrchů z různých materiálů. Z článku se dozvíte, jaké typy existují, jejich princip fungování a funkčnost. To vám pomůže rozhodnout, který model si vybrat.
Сферы применения
- Obrábění kovů.
- Elektroenergetika a tepelná energetika.
- Stavba.
- Hodnocení výkonu elektrických zařízení.
- Potravinářský průmysl.
- Kontrola chladicího zařízení.
- Ovládání teploty člověka.
- Posuzování zařízení infrastruktury.
- Sledování dodržování podmínek skladování.
Bezkontaktní pyrometry jsou žádané v odvětvích s velkým počtem topných zařízení. Ve stavebnictví a tepelné energetice se používají vysokoteplotní modely pro stanovení tepelných ztrát prvků a konstrukcí a identifikaci poškození tepelně izolační vrstvy. V průmyslu se bezkontaktní infračervená zařízení používají ke vzdálené analýze teploty různých procesů.
Bezkontaktní zařízení umožňuje měřit na dálku a na předmět je třeba přiložit kontaktní pyrometr (teploměr). Elektrikáři používají takové měřiče ke kontrole zahřívání drátů na křižovatkách. V autoservisech se používají přístroje k vyhodnocení zahřívání dílů. V experimentálních a výzkumných laboratořích jsou potřebná zařízení pro testování parametrů těles a látek.
V běžném životě bezkontaktní metoda zjišťuje ohřev těla, jídla a vody ke koupání (dětský infračervený pyrometr).
Typy pyrometrů
V závislosti na funkčnosti existuje několik typů zařízení.
Podle základního principu činnosti se zařízení dělí na:
- Optické – práce ve spektru viditelného světla a infračerveného záření. – použijte radiační metodu pro infračervené vlny. Jedná se o zařízení pro celkové vyzařování ohřívaného tělesa, které zahrnuje viditelné i neviditelné vyzařování paprsků. Pro přesná měření používají radiační pyrometry laser.
Optické pyrometry se dělí na:
- Luminance – porovnejte barvu záření předmětu a zabudovaného závitu.
- Barva (multispektrální) – porovnává jas objektu v různých oblastech spektra.
Spektrální poměrové pyrometry určují barevnou teplotu objektu vzhledem k intenzitě záření ve dvou částech gamutu. Odečty přístrojů nejsou závislé na vyzařovací schopnosti objektu, přesnost neovlivňuje prašnost, zakouřenost prostoru.
Modely parciálního záření jsou optické, které určují teplotu z intenzity paprsků o dané vlnové délce. Fotoelektrické pyrometry nebo PFI nepřetržitě měří a automaticky zaznamenávají data.
Optika mizejících vláken měří energii monochromatického záření. Toto je teplota jasu při pevné vlnové délce. Při měření podle schématu optického pyrometru se srovnává jas tělesa a mizejícího vlákna fotometrického zdroje při vlnové délce 65 μm.
Podle emisivity se dělí pevná a proměnná. Podle způsobu zaměřování na cíl se vyrábí laserové pyrometry a také přístroje s optickým zaměřovačem.
Podle možností pohybu se rozlišují:
- Stacionární – používá se při výrobě výrobních prostředků. Poskytují neustálou kontrolu výrobních procesů.
- Mobilní nebo přenosné – pro potřeby domácnosti, kde je vyžadováno rychlé měření. Přenosná zařízení mají vysoké optické rozlišení. Můžete si zakoupit nástěnná zařízení pro společné použití zaměstnanci společnosti.
V závislosti na měřeném rozsahu se zařízení dělí na:
Princip činnosti
Vyhřívané předměty fungují jako zdroje infračerveného záření. V tomto případě platí přímá úměra – čím silněji je tělo zahříváno, tím je záření silnější. Lidé infračervené záření nevidí a infračervené pyrometry určují paprsky a podle intenzity nastavují teplotu předmětu.
Činnost vizuálního pyrometru je založena na stanovení teploty objektu pomocí tepelného záření. Takové schopnosti zařízení umožňují kontrolovat rozdíly v hodnotách a regulovat teplotní indikátory domácích a průmyslových zařízení v různých částech a komponentech.
Infračervený teplotní bezdotykový teploměr zachycuje tepelné záření z vyhřívaného předmětu a zaostřuje jej citlivou částí připojenou k přijímači.
Pokud je instalován termočlánek, parametry napětí se mění, když se přijímač zahřeje. Při použití polovodiče se vyhodnocují změny odporu. Údaje jsou převedeny na hodnoty teploty.
Pro provedení měření se zařízení zaměří na objekt, aktivuje se a zaznamená se výsledek. Pomocí speciálního tlačítka lze zvolit formát – stupnice Celsia nebo Fahrenheita.
Přístroj měří teplotu odraženým zářením. To je výhodné při sledování parametrů těžko dostupných dílů. Do vyhřívané části není potřeba mít přístup, stačí využít odraz v zrcadle.
Výsledek je ovlivněn odrazivostí materiálu – čím jsou vyšší, tím je chyba větší. Pro eliminaci chyb je zohledněn emisní faktor, který je nutné zadat před zahájením měření.
Funkce vstupu není přítomna u každého modelu. Jednoduché úpravy jsou určeny pro měření teplotních indikátorů z určitých materiálů, které je nutné vybrat z nabídky.
pracovní funkce
Přesnost odečtů není ovlivněna vzdáleností mezi pyrometrem a předmětem. V tomto případě musí být zařízení používáno pro rozsah uvedený v návodu.
Předměty a tělesa odrážejí nejen vlastní infračervené záření, ale také od přilehlých povrchů. V tomto případě odražené infračervené záření neukazuje skutečnou teplotu. Bezkontaktní zařízení nerozlišuje mezi vyzařovanými a odraženými vlnami.
Pro přesnost měření je nutné provést úpravy s přihlédnutím k charakteristikám studovaného objektu. K tomu mají zařízení přepínač emisivity. Kompenzuje odražené záření, což snižuje přesnost odečtů. Při nastavování se můžete odkázat na tabulky s koeficienty pro různé povrchy.
Struktura a funkčnost pyrometru
Základem měřiče je laserový detektor infračerveného záření. Design se skládá z těla a objektivu, svým vzhledem připomíná pistoli s displejem.
Zařízení se vyznačuje kompaktním ovládacím panelem, má laserové navádění a zajišťuje přesnost měření. Informace vstupující do pyrometru jsou převedeny a zobrazeny na obrazovce.
Princip činnosti určuje funkčnost zařízení:
- Stanovení teplotních indikátorů vzdálených objektů, ale i částí v pohybu.
- Kontrola teploty předmětů, které jsou pod napětím.
- Rychlé vyhodnocení změn povrchové teploty.
- Kontrola objektů s nízkou tepelnou vodivostí, tepelnou kapacitou.
Pyrometr je vhodný pro použití doma i v průmyslovém sektoru. Jednoduše namiřte nástroj na objekt, stiskněte a podržte spoušť. Měření teploty a záznam na displeji je dokončen během několika sekund.
Zaměřovací pole by nemělo být velké, aby bod viditelnosti zařízení nepřesahoval hranice objektu, jehož teplota je měřena. V tomto případě platí, že čím menší je velikost měřeného bodu, tím méně paprsků projde zařízením. Proto je potřeba citlivější senzor.
Charakteristika pyrometrů
Optické rozlišení je poměr mezi vzdáleností objektu a průměrem místa měření. Tento indikátor určuje funkčnost zařízení a jeho cenu. Některé modely mají nastavení teploty – maximální, minimální nebo průměrná.
Díky funkci kontinuálního měření teploty dokážou přístroje určit místo úniků tepla a vadných elektrických součástek. Bezkontaktní pyrometry se pohybují po povrchu a sledují změny.
Teplotní rozsah – minimální a maximální značka zjištěných hodnot. Při výběru přístroje je nutné vzít v úvahu teplotu předmětů, které se plánují zkoumat. Modely pro domácnost jsou navrženy pro měření od -50 do +500 ºС. Čím vyšší dojezd, tím dražší zařízení.
Doba odezvy je důležitý parametr, když je třeba provést mnoho měření nebo když dochází k rychlým změnám teploty. Profesionální modely mají rychlost odezvy 0,15 sekundy, což vám umožní dokončit velké množství práce v co nejkratším čase. Pro možnosti pro domácnost stačí rychlost 1 sekundy.
V závislosti na úpravě mají moderní zařízení následující funkce:
- Vestavěná paměť pro ukládání provedených měření.
- Funkce definice minimální a maximální teploty při několika měřeních.
- Zvukový alarm při dosažení nastavené prahové hodnoty.
- USB pro připojení k počítači nebo přenos dat na flash disk.
Pro radu s výběrem zařízení doporučujeme kontaktovat naše specialisty. Můžete nám zavolat nebo zanechat požadavek na webu geon.ru.
