Как устроен пирометр и на каком принципе основана его работа. Какие виды пирометров существуют. Как правильно измерять температуру пирометром. На что обратить внимание при выборе пирометра.
Что такое пирометр и для чего он нужен
Пирометр — это прибор для бесконтактного измерения температуры объектов. Он позволяет определить температуру поверхности на расстоянии, не соприкасаясь с ней. Принцип действия пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта в инфракрасном диапазоне.
Основные сферы применения пирометров:
- Промышленность — контроль температуры деталей, механизмов, печей и т.д.
- Строительство — поиск утечек тепла, проверка теплоизоляции
- Энергетика — диагностика электрооборудования
- Пожарная безопасность — обнаружение очагов возгорания
- Медицина — измерение температуры тела
- Пищевая промышленность — контроль температуры продуктов
Главное преимущество пирометров — возможность измерять температуру труднодоступных, движущихся или опасных объектов на безопасном расстоянии. Это делает их незаменимыми во многих отраслях.
Принцип работы пирометра
Принцип действия пирометра основан на зависимости теплового излучения нагретого тела от его температуры. Чем выше температура объекта, тем больше инфракрасного излучения он испускает.
Основные этапы работы пирометра:
- Инфракрасное излучение от объекта фокусируется оптической системой прибора
- Сфокусированное излучение попадает на фотоприемник (болометр, термоэлемент или фотодиод)
- Фотоприемник преобразует излучение в электрический сигнал
- Сигнал усиливается и обрабатывается электронной схемой
- Результат измерения выводится на дисплей в виде значения температуры
Важную роль играет оптическая система пирометра. Она определяет размер измеряемой области и дистанцию измерения. Чем качественнее оптика, тем с большего расстояния и меньшую область можно измерить.
Виды пирометров
Существует несколько основных видов пирометров:
1. Инфракрасные пирометры
Самый распространенный тип. Измеряют температуру по интенсивности ИК-излучения в широком спектре. Подходят для большинства задач.
2. Оптические пирометры
Работают в видимом спектре излучения. Используются для измерения очень высоких температур (свыше 1000°C).
3. Цветовые пирометры
Определяют температуру по соотношению интенсивности излучения в разных участках спектра. Более точны, но и более дороги.
4. Спектральные пирометры
Анализируют излучение в узком спектральном диапазоне. Позволяют измерять температуру сквозь пламя, пыль и т.п.
Как правильно пользоваться пирометром
Чтобы получить точные результаты измерений пирометром, необходимо соблюдать несколько важных правил:
- Соблюдать правильное расстояние до объекта согласно инструкции
- Направлять прибор перпендикулярно поверхности
- Измерять гладкие и чистые участки поверхности
- Дать прибору время адаптироваться к температуре окружающей среды
- Не измерять через стекло, пар, пыль и другие препятствия
При соблюдении этих правил современные пирометры обеспечивают погрешность измерений не более 1-2%.
На что обратить внимание при выборе пирометра
Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе пирометра:
- Диапазон измеряемых температур
- Погрешность измерений
- Оптическое разрешение (соотношение расстояния к размеру пятна измерения)
- Наличие лазерного целеуказателя
- Возможность настройки коэффициента излучения
- Время реакции
- Дополнительные функции (память, подключение к ПК и т.д.)
Выбор конкретной модели зависит от задач и условий применения. Для бытовых целей подойдут простые недорогие модели. Для промышленного применения лучше выбирать профессиональные пирометры с расширенным функционалом.
Преимущества и недостатки пирометров
Основные достоинства пирометров:
- Бесконтактное измерение на расстоянии
- Высокая скорость измерения
- Возможность измерять температуру движущихся объектов
- Измерение в труднодоступных местах
- Безопасность при работе с горячими поверхностями
Недостатки пирометров:
- Зависимость точности от свойств поверхности
- Сложность измерения через препятствия (стекло, пар и т.д.)
- Невозможность измерить внутреннюю температуру объекта
- Более высокая стоимость по сравнению с контактными термометрами
Несмотря на некоторые ограничения, пирометры остаются незаменимым инструментом во многих сферах, где требуется быстрое и безопасное измерение температуры.
Принцип действия пирометров
Главная Пирометры и их принцип действияПирометры –
приборы дистанционного измерения и регистрации температуры поверхности объекта,
принцип действия которых основан на
восприятии и преобразовании теплового излучения объекта в инфракрасном спектре
излучения и видимого света в информационные показатели на дисплее. Такие
приборы в измерениях используют принцип радиационной пирометрии и часто
называются инфракрасными радиометрам.
- Тепловое излучение от исследуемого объекта фокусируется оптической системой прибора (если она установлена для повышения чувствительности и дальности действия) и попадает на фотоэлектрический датчик, который является первичным преобразователем тепловой и световой энергии в электрическую. Под воздействием сфокусированного мощного излучения в полупроводниковом фотоэлементе происходит активация электронов и поляризация материала, что влечет возникновение электрического потенциала и снижения направленного электрического сопротивления.
- Возникающий в фотоэлементе электрический потенциал поступает на электронную сборку с усилителем сигнала и микропроцессорным дешифратором (преобразователем), который и выводит измеренные параметры на жидкокристаллический дисплей.
- Принцип действия пирометра в зависимости от модификации может несколько отличаться, причем главным и важнейшим отличием является чувствительность восприятия фотоэлементом различного спектра излучения. Одни модели регистрируют только инфракрасное излучение, а другие – способны «подхватывать» и другие спектральные излучения, что расширяет их функциональные возможности, позволяет увеличить расстояние от исследуемого объекта и повышает точность проводимых измерений.
- Несмотря на то, что есть прямая зависимость между повышением температуры объекта и его излучающей мощностью, пересчет степени электромагнитного излучения в информационные данные осуществляет электронная схема прибора, которая обязательно нуждается в первичной калибровке и периодической поверке на специализированном стенде. Без программирования электронные пирометры не способны регистрировать правильные и точные результаты.
- Для удобства эксплуатации измерительного прибора он снабжается световым указателем («лазером»), при этом не стоит забывать, что принцип действия пирометра основан на восприятии температурного излучения другим фотодатчиком, который не должен перекрываться другими предметами или быть поврежденным.
Рассказать друзьям!
СтраницыПоследние новости
принцип действия, схема и т.д.
Пирометр — это продвинутый прибор для определения температуры любого объекта на основе инфракрасного датчика, который считывает невидимое инфракрасное излучение, преобразует показания в температурные и выводит полученное число на дисплей. Максимальный диапазон измерения — 1000°C. Он так же известен, как бесконтактный цифровой термометр или инфракрасный пистолет.
Пирометр — бесконтактный цифровой термометрРекомендуем обратить внимание и на другие приборы для измерения температуры.
Хотя пирометры сравнительно недавно начали использоваться в промышленности, тем не менее они находят все более широкое применение для измерения температуры, так как они удобны, дают точные показания и более безопасны, чем другие виды температурных датчиков.
Пирометр может быть чрезвычайно полезным для поиска неисправностей в системах, где избыточный нагрев может быть одной из причин. Например, киповец может использовать пирометр для обнаружения нагретого участка на монтажной плате, не отключая цепь от источника питания либо в непосредственной близи от цепей под напряжением. Также пирометр отлично подойдет для поиска неисправностей в любом оборудовании с вращающимися частями, так как измерение с его помощью не подвергает киповца опасности соприкосновения с вращающимися частями.
Принцип работы пирометра
Основными частями инфракрасного устройства являются: линза, ИК-приемник и дисплей температурных показаний. Инфракрасное излучение, идущее от горячего объекта фокусируется линзой и подается на ИК-приемник.
Упрощенное изображение ИК-датчика и горячего объекта ИК-приемник ИК-температурного датчика может представлять собой полупроводниковый материал, термопару или термобатарею (группа термопар, соединенных вместе последовательно). Схема термобатареиКогда ИК-приемник температурного датчика нагревается, то генерируется напряжение (имеется ввиду, что это термопара или термобатарея) или меняется сопротивление (если речь идет о полупроводниковом материале). Изменение величины напряжения и сопротивления затем преобразуется в соответствующие температурные показания и отображаются на шкале прибора. Если температура объекта уменьшается, то его инфракрасное излучение уменьшается и в данном случае меняющаяся величина сигнала сопротивления и напряжения, посылаемого в приемник будет отображена на шкале как уменьшение температуры.
Для того, чтобы определить температуру объекта бесконтактный цифровой термометр направляется на объект и нажимается спусковой механизм. Показания температуры отображаются на дисплее прибора. С помощью кнопки на приборе можно отображать оказания либо по шкале Цельсия, либо по шкале Фаренгейта.
Особенности работы пирометров
Расстояние между прибором и объектом, чья температура измеряется, не влияет на точность показаний. Однако прибор должен использоваться для диапазона, указанного изготовителем. Кроме того, чем больше расстояние между прибором и объектом, тем большая площадь зондировалась.
Некоторые пирометры имеют спусковые механизмы с двумя положениями. В первом положении спусковой крючок останавливается на полпути, и такое положение служит для сканирования поверхности или участка, где имеется неоднородность нагрева. В этом положении показания на дисплее меняются в зависимости от количества обнаруженных неоднородных участков. Это положение используется для определения приблизительной температуры объектов. Второе положение спускового механизма — это когда крючок полностью утоплен. Это положение используется для обнаружения объекта с наивысшей температурой, если объектов несколько. Когда крючок находится в этом положении, то показания на дисплее перестанут меняться, как только будет обнаружен объект с наивысшей температурой. Это положение называется «положение удержания наивысшего показания».
Другой особенностью пирометров является наличие переключателя коэффициента излучения. Переключатель коэффициента излучения компенсирует отраженное излучение, которое может повлиять на точность температурных показаний. Объекты отражают инфракрасное излучение, идущее от других объектов помимо собственного инфракрасного излучения. Однако отраженное инфракрасное излучение не является показателем истинной температуры объекта, а бесконтактный термометр не может отличить излучаемые волны от отраженных, пока вы не настроите переключатель коэффициента излучения на объект, чья температура измеряется. Большинство производителей пирометров поставляют в комплекте с прибором таблицы, где указаны коэффициенты излучения для наиболее часто измеряемых поверхностей.
Пирометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
Чтобы измерить температуру бесконтактным методом, используется пирометр, в народе его еще называют инфракрасный термометр. Это высокоточное оборудования позволяет измерять температуру, находясь в нескольких метрах от объекта.
Сейчас такое оборудование используется не только в промышленности, энергетики, медицине и других областях, есть и бытовые аппараты. Стоимость мобильных приборов невысокая, поэтому они эффективно применяются для контроля хранения продуктов, медикаментов, ими оснащаются пожарные команды и т.д.
Виды пирометровПирометр представляет собой сложное устройство, при помощи которого на расстоянии можно измерить температуру объекта в диапазоне от -50° до +3000°. Есть много технологий измерения и расшифровки инфракрасного излучения. Такие приборы классифицируют:
По методу работы:
- Инфракрасные пирометры, у них также есть другое название — радиометры, в основе их работы лежит радиационный метод, а для точности наведения, они оснащаются лазерными прицелами.
- Оптические, они работают в диапазонах видимого и инфракрасного излучения.
Оптические приборы имеют свою классификацию:
- Яркостные, их принцип работы основан на сравнении цвета излучения встроенной нити и исследуемого объекта.
- Цветовой, работает на основе сравнения яркости тела в разных областях спектра.
По коэффициенту излучения. Он может быть фиксированным или переменным.
По способу перемещения:
- Стационарные устройства используются в разных отраслях промышленности.
- Мобильные варианты используются в быту или там, где важна мобильность прибора.
По диапазону измерений:
- Низкотемпературные пирометры могут измерять отрицательные температуры от -50°.
- Высокотемпературные — они позволяют измерять температуру +400° и больше.
Несмотря на то, что существует большой выбор приборов, которые отличаются по размерам, возможностям и своему назначению, устройство у них практически одинаковое.
Стандартные приборы внешне походят на пистолет, и в своем составе имеют такие элементы:
- Если присутствует лазерное наведение, то объект должен находиться в зоне прямой видимости. У оптоволоконных приборов есть оптоволоконный кабель, который можно изгибать. Недостатком является то, что кабель надо расположить от объекта на определенном расстоянии, что не всегда удобно, зато сам измерительный прибор будет находиться на безопасном расстоянии вне зоны действия высокого давления, электромагнитных излучений и т.д.
- Пирометр может иметь аналоговый или цифровой экран.
- Чтобы обеспечить точность измерений, диаметр измеряемой поверхности, должен быть не менее 15 мм.
- Кроме визуального контроля температуры, пирометры имеют и звуковое оповещение, оно срабатывает, когда достигается определенная граница измерений.
- При выполнении нескольких измерений, есть возможность определить среднее значение.
- Имеется возможность сохранения в памяти полученную информацию.
- В большинстве современных устройствах уже есть USB выход, что позволяет быстро и просто считывать с них информацию.
Рабочими элементами в инфракрасном пироскопе являются линза, приемник инфракрасного излучения и экран, на котором можно увидеть результаты измерений. От исследуемого объекта идет инфракрасное излучение, которое при помощи линзы фокусируется, а затем направляется в приемник, который может быть в виде полупроводника или термопары, а когда их несколько, то термобатареи.
Когда ИК-приемник нагревается, то изменяется напряжение, в случае использования термопары или сопротивление, когда используются полупроводники. Эти изменения при помощи электронной системы преобразуются в показания температуры и выводятся на дисплей.
Изменение температуры измеряемого объекта приводит к изменению его инфракрасного излучения и это все отражается на экране пироскопа. Для проведения измерений, надо просто навести пироскоп на исследуемый объект, нажать на спусковой крючок и зафиксировать полученный результат. При помощи кнопки, можно выбрать измерение температуры по шкале Фаренгейта или Цельсия.
Область примененияОсновные сферы деятельности, где могут использоваться пирометры:
- Строительство и теплоэнергетика. В этой области они используются для расчета теплопотерь зданий, также они помогают искать повреждения теплоизоляционного слоя на трубах, стенах и других объектах.
- Бытовое применение. В бытовых условиях при помощи таких приборов определяют температур тела, воды, еды, деталей автомобилей и др.
- Промышленность. Такие приборы позволяют на расстоянии анализировать температуру различных процессов, как в машиностроении, металлургии, так и в других областях промышленности.
- Наука. Здесь они используются для определения точной температуры веществ и предметов, во время проведения различных опытов и исследований.
Надо обращать внимание на следующие характеристики:
- Диапазон измеряемых температур, надо учитывать, с какой целью вы его собираетесь использовать.
- Спектральный диапазон, он должен соответствовать тому спектру, в котором планируете выполнять измерения.
- Тип прицела, он может быть лазерным или оптическим, его выбор зависит от расстояния до объекта.
- Оптическое разрешение, этот параметр характеризует расстояние до объекта и его размер.
- Прибор одно- или двухцветный, первый вариант более популярный, а второй используют, когда обследуемый объект движется или быстро меняет температуру.
- Наличие звуковой сигнализации, она срабатывает, когда значения температуры выходят за установленные пределы.
- Способ вывода результатов, они могут просто выводиться на экран, запоминаться или передаваться на компьютер.
Достоинства инфракрасных пирометров:
- Простая конструкция, поэтому они редко ломаются.
- Удобная и несложная эксплуатация.
- Невысокая стоимость.
- Мобильность.
- Хорошая разрешающая способность.
- Способность проводить измерения температуры до — 50 градусов.
Наличие большого числа преимуществ, делают пирометр популярным и распространенным, но есть у него и некоторые недостатки:
- Результат измерений будет зависеть от излучательной способности предмета, температура которого измеряется. Для компенсации такой погрешности, на современных приборах есть соответствующие регулировки.
- На точность проводимых измерений имеет влияние расстояние между прибором и объектом.
Главное преимущество оптических пирометров в том, что точность измерений не зависит от излучательной способности предмета и от расстояния до него. Современные оптические пироскопы будут давать погрешность в 1 градус в диапазоне температур 600-2400°С. Основным их недостатком является высокая цена. Такие пирометры менее популярные, по сравнению с инфракрасными приборами.
Особенности работыЧтобы получить максимально точные результаты измерений, надо четко соблюдать расстояние, с которого оно выполняется, узнать его можно из инструкции к каждому прибору.
Некоторые пирометры имеют спусковой механизм, который работает в двух положениях. Если клавишу нажать до половины, то можно сканировать неоднородные по температуре участки. На дисплее результат будет постоянно меняться. Во втором положении, определяется наивысшая температура, после чего она фиксируется на экране.
Наличие переключателя коэффициента излучения помогает правильно настроить пирометр и получить точные результаты. В комплекте с пироскопом, обычно есть таблица, согласно которой проводятся такие настройки.
Как и любые другие приборы, пирометры имеют свои недостатки, но благодаря им можно измерять температуру объекта бесконтактно, что делает их в некоторых случаях просто незаменимыми. Современные бытовые устройства имеют доступную стоимость и способны обеспечивать необходимую точность измерений.
Похожие темы:
Для чего нужен пирометр
Как быть если необходимо измерить температуру в точке, до которой очень трудно добраться? А если точка находится в агрессивной среде? А если объект находится в постоянном движении? Пирометр легко решает эту проблему.
Испокон веков люди измеряли температуру. Казалось бы, нет ни чего проще, однако при более детальном рассмотрении этот вопрос сразу обрастает все новыми и новыми сложностями. Существуют разные виды термометров, которые позволяли достаточно точно измерять температуру. Но и они не всегда удобны, так как для измерения термометром необходим контакт измерительного зонда с объектом измерения.
А как быть если необходимо измерить температуру в точке, до которой очень трудно добраться? А если точка находится в агрессивной среде? А если объект находится в постоянном движении? В общих чертах была поставлена задача и инженерная мысль начала поиск решения этой проблемы. Так во второй половине прошлого века появились первые пирометры. Первый пирометр был разработан и выпущен в 1967 году американской компанией WAHL. Компания смогла на основе важнейших физических открытий в этой области и начать массовое производство пирометров с высокими потребительскими характеристиками и все это смогли спрятать в маленький корпус.
Новый принцип измерения температуры
Новый принцип измерения заключался в построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии. Такой метод измерения позволил существенно расширить границы измерения температуры твердых и жидких тел в самых труднодоступных местах.
Принцип работы пирометра
Пирометр — это прибор, который бесконтактно производит измерение температуры разного рода тел и сред. Он работает на основе измерения мощности теплового излучения объектов в диапазоне инфракрасного излучения, а также в области видимого света. Исходя из этого, можно определить основные характеристики пирометров:
- оптическое разрешение;
- настройка степени черноты тела.
Оптическое разрешение
Оптическое разрешение или как его еще называют «Показатель визирования» — это отношение диаметра пятна визирования на поверхности объекта. Измерение температуры (излучения), с которого регистрируется пирометром, к расстоянию до объекта. Это можно представить себе так – конусный луч фонарика освещает поверхность и чем дальше поверхность, тем большее пятно засвечивается. То есть, с увеличением расстояния до измеряемого объекта большая поверхность измеряется.
Но как быть, когда необходимо измерить очень маленький объект в окружении других объектов, имеющих разные температуры? Ответ прост – коэффициент визирования (оптическое разрешение пирометра) должен быть максимальным (то есть конус «фонарика» должен быть очень узким в предельном значении – луча). Это достигается использованием качественной оптики или проще говоря объективом пирометра. Качество объектива пирометра напрямую влияет на его стоимость. Цена одинаковых пирометров с разными объективами (коэффициентами визирования) может отличаться в десятки раз.
Для точности визирования современные пирометры имеют лазерный указатель, который показывает центр измерительного пятна. Ни в коем случае нельзя эту точку воспринимать как область измерения температуры, поскольку в зависимости от оптического разрешения область измерения будет кругом, с центром в точке от лазерного луча, с диаметром от 1 сантиметра до 1 метра.
Степень черноты
Степень черноты тела или, как его называю иначе коэффициент излучения, характеризует прежде всего свойства поверхности объекта измеряемую пирометром. Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0,1 до значений, близких к 1.
Для примера: если для окисленной стальной поверхности коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075. Это один из основных факторов, которые влияют на точность показаний. Иными словами – не может быть произведен замер температуры с большой точностью, без корректировки пирометра для конкретного объекта. Но это необходимо делать только в том случае, когда нам необходимо получить очень точные показатели измерений.
В повседневной жизни для измерения температуры погрешность, вносимая коэффициентом излучения, соизмерима и укладывается в общую погрешность, при этом необходимо учитывать «однородность» измеряемых пирометром объектов, то есть с одинаковы коэффициентом излучения или же в определенном диапазоне.
Виды пирометров
Все пирометры можно разделить по следующим категориям или признакам: по принципу измерения, по температурному диапазону и по способу эксплуатации.
По принципу измерения пирометры бывают:
- яркостные пирометры, позволяющие определять температуру объекта путем сравнения цвета с эталоном.
- Радиационные пирометры, измеряющие температуру объекта посредством пересчета мощности теплового излучения.
- Цветовые пирометры позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
По температурному диапазону:
- Низкотемпературные. Пирометры этого типа способны определять отрицательные температуры, при этом диапазон положительных температур может быть достаточно большим.
- Высокотемпературные. Пирометры работают в диапазоне высоких температур и не способны производить замеры объектов с отрицательной температурой.
По способу эксплуатации:
- Переносные пирометры предназначены для эксплуатации в полевых условиях. Они имеют малый вес, дисплей отображения показателей, автономное питание. Предназначены для очень широкого круга задач по измерению температуры. Могут иметь внутреннюю память и подключаться к компьютеру для передачи данных.
- Стационарные пирометры предназначены для выполнения чаше всего постоянного замера в конкретной точке. Обладают повышенной точностью и как правило не имеют своего дисплея, а передают данные на компьютер или пульт управления Способны работать при неблагоприятных условиях окружающей среды. Чаще всего применяются при необходимости замеров на промышленных предприятиях. Имеют большие размеры и вес.
Область применения пирометров
Область применения пирометров очень велика, и они все сильнее теснят традиционные приборы для измерения температуры. Но все таки основная задача пирометров — это измерение температуры в труднодоступных местах и в местах с агрессивными средами, а так же объекты которые находятся в постоянном движении или расположены в электро или пожароопасных местах.
Как выбрать пирометр
В настоящее время предложений по продаже пирометров очень много и здесь главное не ошибиться в выборе производителя. Пирометры, которые предлагаем мы выпущены на промышленном государственном предприятии Китая, заводе по производству электронных приборов и компонентов CEM, SHENZHEN EVERBEST MACHINERY INDUSTRY CO., LTD.
Государственное предприятие СЕМ принадлежит к категории предприятий имеющих высшую оценку экспертов по качеству выпускаемой продукции. Этому предприятию предлагают свои заказы для производства многие ведущие фирмы, специализирующиеся на разработке измерительной техники. В линейке пирометров, представленных фирмой СЕМ насчитывается десятки моделей, которые обеспечивают все диапазоны измерения температуры.
5 ошибок при измерении температуры пирометром
Пирометр — это наиболее доступный и безопасный прибор для бесконтактного измерения температуры.
Причем он широко используется как в электричестве, так и в системах теплоснабжения.
Где применяется пирометр
Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.
Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.
Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.
Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.
Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.
Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.
Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:
Расшифровка и особенности
Почему пирометр врет — причины
Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.
При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.
Вот основные ошибки, которые допускают новички:
- не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения
- замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении
- температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды
- измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча
- экономные «специалисты» пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса
Рассмотрим все эти моменты более подробно.
Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения
Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.
А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.
И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.
Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:
- лучи, которые тело пропускает через себя
- лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
- отраженные лучи от окружающих предметов
Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:
- коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
- коэффициент отражения
Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.
В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.
Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.
Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.
Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.
Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.
Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.
Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.
Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.
Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.
Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел
К примеру, если у вас предмет имеет температуру окружающей среды, то излучает и отражает он приблизительно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, то сразу же появится погрешность, существенно искажающая реальные данные.
Чтобы удостоверится во всем вышесказанном, можете сами провести простейший эксперимент. Возьмите блестящую кастрюлю и какую-нибудь книжку.
Далее проведите замеры на них одним и тем же пирометром. Чтобы повысить точность эксперимента, старайтесь делать замеры в одной точке.
Результаты у вас точно не будут одинаковыми, правда сильной разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, то отклонения будут составлять всего 2-3 градуса.
Но это все будет справедливо только при комнатной температуре предметов. А что будет, если в кастрюлю залить горячую воду?
Измерения в этом случае тут же пойдут в разнос.
- Температура «горячей» кастрюли
- Реальная температура с верным коэффициентом
Это говорит о том, что температура нагретых гладких блестящих поверхностей, просто так пирометром не измеряется.
Поэтому, когда в видеороликах показывают, насколько элементарно бесконтактным измерителем определить температуру батарей или контактов, не сильно доверяйте данной рекламе.
Таблица коэффициентов излучения разных материалов
В большинстве случаев, нельзя просто так направить луч, нажать курок и тут же получить правильный результат измерения на табло. На блестящих нагретых предметах все пирометры начинают сильно врать.
И зависит эта погрешность напрямую от коэффициента излучения. Вот подробная таблица коэффициентов излучения различных материалов. Этими данными необходимо пользоваться каждый раз при замерах пирометрами.
Чтобы повысить точность измерений, стоит покупать более дорогие модели с возможностью выставления этих коэфф. внутри программных настроек.
Замерить температуру материалов, которых нет в таблице, можно двумя способами. Использовать “мишень” с известным коэфф., накладывая ее на измеряемый объект.
Или сначала определить контактным термометром температуру поверхности, и затем меняя значения в приборе, добиться примерного совпадения.
Как правильно измерять температуру бесконтактным способом
Процесс правильного замера пирометром будет выглядеть следующим образом.
Определяете материал из которого сделан предмет (сталь, медь, алюминий). Далее в таблице ищите его коэффициент излучения и заносите эту поправку в сам прибор.
И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.
При таком измерении вы действительно получите близкие результаты к фактической температуре. Ну а те девайсы, в которых заводом жестко установлен коэфф.=0.95, попросту будут врать при каждом замере.
Под каким бы углом вы не направляли луч, как близко бы не подносили прибор к поверхности, искажения в любом случае будут. И здесь речь уже идет не об одном или двух градусах.
Погрешность может составлять десятки единиц!
На каком расстоянии можно работать пирометром
Кстати, отдельно стоит сказать о расстоянии. По сути, луч пирометра измеряет температуру некой точки или круга.
При этом не путайте точку лазерного целеуказателя и пятно замера. Это разные вещи. Они отличаются размерами на несколько порядков.
Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, то и это пятно или круг увеличиваются по площади. Соответственно для более точных измерений, прибор следует подносить как можно ближе.
Например, у большинства моделей, конус который они видят, имеет соотношение 12 к 1.То есть на расстоянии в 1.2 метра, вы можете без погрешности измерить температуру тела диаметром 10см, не более.
Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше подносить прибор поближе. Так как при замере у вас может дрогнуть рука, либо прицел собьется, и в итоге вместе с требуемой поверхностью, вы измерите и соседнюю, которая внесет свой вклад в общие показания.
Так как указано на фото ниже, измерять температуру модульных автоматов не желательно. Вы невольно вместо одной фазы, захватите и соседнюю, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.
То же самое относится и к замерам клеммных колодок и зажимов. Подносить пирометр к ним нужно максимально близко.
Измерение температуры в холоде
Еще не забывайте про температуру окружающей среды. Многие пользователи жалуются, что отдельные модели пирометров, начинают безбожно врать при температурах ниже комнатной.
То есть, они берут прибор, выходят в котельную, подвал или гараж и там пробуют им “пострелять” температуру. В итоге получают совершенно странные результаты.
Дело здесь в том, что любой электроникой, тем более измерительной, нельзя пользоваться пока температура прибора не выровняется с температурой окружающей его среды.
Вынесли пирометр на улицу или в гараж, выдержите его минут 10-20, и только после этого приступайте к измерениям.
Речь конечно не идет о том, что прибор нужно замораживать до минусовых температур. Здесь он врать, скорее всего будет безбожно, так как не рассчитан на работу в таких условиях. В остальных случаях, благодаря такой “выдержке”, погрешность уменьшается.
Время обновления данных
Еще один важный параметр пирометра помимо точности – частота обновления показаний. Особо важно иметь высокую частоту при сканировании и сравнении температур на больших поверхностях.
Прибор в этом случае, как бы имитирует работу тепловизора и ищет максимумы и минимумы.
Очень хорошими показателями считаются результаты от 250мс и меньше. Обладают подобными параметрами только известные бренды. Например, тот же Fluk.
Проверка пирометром систем отопления
Какой вывод из всего вышесказанного можно сделать? Безусловно, пирометр штука полезная, но применять его нужно там, где действительно требуется именно бесконтактное измерение температуры.
Например, электрические контакты находящиеся под напряжением. Здесь он действительно помогает безопасно выявить плохое соединение еще до того, как ситуация станет критичной.
Не всем электрикам в этом деле доступны тепловизоры.
А вот для людей профессионально занимающихся системами отопления, подобные девайсы оказываются не нужными, и в некоторой степени даже вредными. Замерять температуру отопления пирометрами очень сложно.
Даже на крашенной белой глянцевой поверхности радиатора, достаточно три раза щелкнуть пирометром по одному месту, и у вас получится три разных значения температуры. Не говоря уже про хромированные трубы.
Если у вас блестящие медные трубы на выходе из котла, то замеры могут показать разбежку в 20 и более градусов, по сравнению с датчиком котла. Вот и думайте после этого, что же в системе неисправно.
На практике появляется слишком много факторов, искажающих реальное состояние дел. Чтобы добиться приемлемых результатов измерений на трубах и батареях, придется брать некую пленку или малярный скотч с постоянным коэффициентом отражения, наклеивать эту штуку на поверхность, и только после этого проводить измерения.
Спрашивается, зачем создавать себе такие сложности, если есть более эффективные контактные термометры. Время замера у которых всего несколько секунд и гарантированно точный результат до десятых долей градуса появляется у вас на экране.
Что касается теплых полов, здесь не все однозначно.
Например, температуру стяжки пирометром еще можно измерить довольно точно. А вот если она будет закрыта плиткой, то погрешность моментально возрастает.
Производители безусловно знают об этих проблемах и постоянно совершенствуют приборы. Поэтому если уж и собрались покупать пирометр, выбирайте качественную модель.
Хорошие варианты можно подобрать и заказать вот здесь.
Есть относительно недорогие модели, снабженные выносным датчиком термопары.
С его помощью можно составлять и вносить собственные таблицы поправочных коэффициентов любых материалов. Один раз делаете замер нужной поверхности датчиком, сравниваете результат и вносите корректировку.
После этого можно спокойно стрелять лучом пирометра и не бояться ошибок. У китайцев такую модель можно заказать отсюда.
Если вам интересна эта тема и хочется заниматься измерениями пирометром более профессионально, а не только на бытовом уровне, скачайте и ознакомьтесь с двумя полезными брошюрами по данной тематике:
- Карманное руководство по термографии — скачать
- Руководство по бесконтактному измерению температур – скачать
Статьи по теме
Что такое инфракрасное измерение температуры?
Вместе с временем температура является наиболее часто измеряемой физической величиной. Инфракрасные приборы измерения температуры определяют по испускаемому измеряемым объектом инфракрасному излучению с помощью законов излучения Планка и Больцмана его температуру без прикосновения к нему. Как же именно работает принцип бесконтактного измерения температуры и, следовательно, пирометр или инфракрасный термометр?
Так работает инфракрасное измерение температуры
Если объект имеет температуру выше абсолютной нулевой точки 0 K (–273,15 °C), то он испускает пропорциональное своей собственной температуре электромагнитное излучение. Часть посланного излучения представляет собой инфракрасное излучение, которое применяется для бесконтактного измерения температуры. Испускаемое объектом инфракрасное излучение проходит сквозь атмосферу и может с помощью линзы или входной оптики фокусироваться на элемент детектора. Вследствие попадания излучения элемент детектора создаёт пропорциональный ему электрический сигнал. Преобразование сигнала в пропорциональную температуре объекта выходную величину осуществляется посредством усиления сигнала и последующей цифровой обработки. Измеряемая величина может отображаться на дисплее или выдаваться в качестве сигнала.
Коэффициент излучения ε (эпсилон) имеет основное значение при измерении температуры с использованием излучения. Коэффициент излучения указывает на соотношение между реальной величиной излучения какого-нибудь тела и величиной излучения чёрного излучателя при одинаковой температуре. Для чёрного излучателя это соотношение составляет максимум 1. В реальности едва ли тело соответствует идеалу чёрного излучателя. На практике для калибрования датчиков используются поверхности излучателя, которые в требуемом диапазоне длин волн достигают коэффициенты излучения до 0,99.
Многие измеряемые поверхности имеют постоянный коэффициент излучения выше длин волн, но испускают по сравнению с чёрными телами меньше излучения. Они называются серыми излучателями. Объекты, чьи коэффициенты излучения среди прочего зависят от коэффициента излучения и длины волны, например, металлы, называются селективными излучателями. Недостающая доля излучения в обоих случаях компенсируется указанием коэффициента излучения. В отношении селективных излучателей следует всё же обращать внимание на то, в каком диапазоне длин волн проводится измерение (для металлов, например, с максимально короткой длиной волны).
Принцип работы пирометров
Пирометр или инфракрасный датчик помимо излучения, испускаемого с поверхности объекта, принимает ещё и отражающее излучение из окружающего пространства и при определённых условиях пропускаемое сквозь тело инфракрасное излучение.
Станьте экспертом инфракрасного измерения температуры
Фирма Optris GmbH регулярно проводит бесплатные практические семинары по инфракрасному излучению в различных городах. Зарегистрируйтесь прямо сейчас и узнайте больше о бесконтактной технологии измерения температуры и принципах работы инфракрасных термометров и тепловизоров.
Обратите также внимание на наши специальные статьи. Здесь вы сможете найти помимо статей по конкретным случаям применения и другие статьи по принципам работы наших изделий, например, статью «Как работает тепловизор?»
Что такое пирометр, и как его правильно выбрать?
Вы сможете сразу вспомнить, как много приборов для измерения температуры находится вокруг вас? Некоторые, призадумавшись, назовут, конечно, медицинский градусник, термометр домашний и уличный. Некоторые назовут еще и термометр в духовке, индикатор перегрева двигателя, термодатчики в холодильнике и морозильнике.В целом таких приборов немало. И не стоит этому удивляться. Ведь температура предметов и какой-либо среды влияет на многое. От нее зависит сохранность продуктов, работоспособность механизмов, электроники. Да и состояние человека – тоже. Поэтому без точного измерения этой физической величины нам трудно обойтись.
В большинстве случаев замер температуры осуществляется контактным способом, когда термометр прикладывают к предмету или погружают в среду. Однако бывает нужно измерить температуру и на расстоянии.
Какова температура раскаленного металла? Как оперативно найти горячий участок трубопровода, если он проходит на большой высоте? Как определить, не допущен ли перегрев высоковольтной шины?
ВАЖНО! Контактный метод для такого случая не годится. Нужно использовать пирометры. Так называются эти бесконтактные измерители.
Когда нужны бесконтактные измерения?
На производстве для того, чтобы контролировать механизмы машин, необходимо стационарное очень точное оборудование. Диапазон температур от -50 до +2000°С. Сигнал о колебаниях температуры улавливается мгновенно. Вот почему, если станок неисправен, его можно быстро остановить. В результате аварий или бракованной продукции будет намного меньше.Возьмем теперь сферу ЖКХ. Для того чтобы выявить утечки тепла, необходимо исследовать электрические провода, газопроводы, вентиляционные каналы. Причем не в одном месте. Это невозможно сделать, если не будешь перемещаться. Вот почему есть особый резон в использовании портативного устройства.
Диапазон температур таких приборов от -20 до +380°С . Их принято считать низкотемпературными. Они отличаются компактностью и легкостью. Удобство в том, что их можно переносить в специальном кейсе. Иногда и в кармане.
Абсолютная точность присуща стационарным устройствам, чего не скажешь про портативные. У них погрешность составляет от 0,75 до 3 градусов. Однако этого достаточно для работы вне лаборатории. Стоимость мобильных приборов существенно ниже стоимости стационарных. Цена во многом зависит от характеристик.
ВАЖНО! Устройства востребованы не только на производстве. Они, в частности, нужны и в обычной квартире. Особенно если она находится в углу или на первом/последнем этажах.
Необходимость в приборе может появиться и в недавно построенном частном доме. Ведь дерево оседает, а потом всюду появляются щели: на потолке, на полу и в стенах. Пирометр может быстро обнаружить такие зазоры. И можно будет своевременно провести ремонт.
Как работает пирометр
Нагретое тело – это источник инфракрасных лучей. От более нагретого тела исходит более мощное ИК-излучение, чем от менее нагретого. Глаз человека не замечает этого. Однако для электронного сенсора не большой разницы между видимым светом и инфракрасным.Инфракрасные лучи, которые испускает предмет, проникают через объектив и проецируются на сенсор. А он уже может определить температуру предмета по тому, какова интенсивность излучения.
Такой принцип работы пирометров имеет свои достоинства и недостатки. Инфракрасные лучи мы исследуем по законам оптики. Однако прозрачность большинства материалов для инфракрасного излучения не такая, как у видимых лучей. Скажем, сквозь стекло проникают ИК-лучи, длина волны которых не превышает 1 мкм. А львиная доля пирометров функционирует в диапазоне 8-14 мкм. И стекло для них станет непрозрачным.
Тот ошибается, кто считает, что пирометр измеряет температуру, используя лазерный луч. Ошибка в том, что лазер необходим лишь для прицеливания. Когда на предмете появляется пятнышко лазерной указки, это еще не означает, что вы узнаете температуру данного предмета, а не стекла, через которое пробивается луч лазера.
Пирометр измеряет температуру и по отраженному ИК-излучению. Это помогает, когда работаешь с труднодоступными деталями. Можно обойтись и без доступа к разогретой детали. Чтобы установить ее температуру, можно воспользоваться его отражением в зеркале.
ВАЖНО! Это достоинство является и недостатком. Дело в том, что отраженный инфракрасный свет мешает измерить температуру того предмета, который нас интересует. Ведь часть ИК-излучения, идущая от него, отражается. Большая отражающая способность материала ведет к большой погрешности от отраженных лучей.
Эту погрешность можно исключить, если знаешь коэффициент эмиссии поверхности предмета, температуру которого нужно установить. Данный коэффициент дает характеристику отражающей способности материала. Коэффициент зависит от самого материала, а также от того, как обработана поверхность. Полировка существенно снижает этот коэффициент.В руководстве пользователя пирометром часто приводится таблица, в которой указаны коэффициенты эмиссии материалов. И перед тем, как проводить измерения, нужно ввести на приборе соответствующее значение.
Если у вас совсем простая модель, то у нее не будет такой настройки. Таким прибором можно лишь измерять температуру тех предметов, которые входят в ограниченный перечень материалов.
В более дорогих моделях нет необходимости вводить числа. Вид материала выбирают в меню на экране. Однако в любом случае задать коэффициент необходимо. Ведь приборы не могут определить его самостоятельно.
К сожалению, пирометры не измеряют температуру воздуха, поскольку атомы воздуха сильно рассредоточены. Их инфракрасное излучение очень маленькое. Не сравнишь с излучением от других предметов.
ВАЖНО! Когда у девайса все-таки имеется функция измерения температуры воздуха, то это надо воспринимать так, что в нем предусмотрен отдельный термометр внутри. Он измеряет температуру лишь в месте, где находится.
Варианты пирометров
Для бытовых целей вы можете купить дешевый пирометр с диапазоном -50…+500°С. С ним определяют, например, температуру сковородки, мяса в духовке. Риска обжечься при этом не существует.Для того чтобы дистанционно определять температуру раскаленных и расплавленных металлов, приобретайте прибор, у которого широкий диапазон и большое оптическое разрешение.
Для того чтобы контролировать климат в помещениях, сгодится прибор с определением влажности. Он поможет избежать сырости и плесени.
Возможно, что вам необходимо будет исследовать состояние водопроводной трубы или теплоизоляцию на стенах здания. В этом случае радиус охватываемого пятна нужен большой. Обратите внимание на инфракрасные устройства. У них есть дисплей с цветным схематичным изображением поверхности в инфракрасном излучении. И данные об измерениях в виде цифр появляются на экране.
Если работаешь с мелкими предметами или какими-то определенными зонами (например, двигатель автомобиля, углы между стенами), то выбирай пирометр, у которого лазерное излучение. Они могут направить луч в определенную точку и определить температуру более локально.
ВАЖНО! Когда работаешь при дневном свете, то луч бывает плохо различим. В такой ситуации лучше воспользоваться очками из пластика. Скажем, красного или темного цвета.
Радиус наведения бывает разным. Это зависит от того, какова форма прицела. Есть два вида прицела.— Точечные. Бывают с одним лазером или с двумя. Если лазер один, то на поверхности, когда наводишь, появляется маленькая точка. Такие девайсы используют, когда работаешь с большими расстояниями (до 20-30 метров).
Если используются два лазера, то, когда наводишь, нужная точка появляется на пересечении этой пары лучей. Эти приборы подойдут для того, чтобы точно определить цель.
— Техника с круглым прицелом. С ней работают на маленьком расстоянии — до 7 метров. Наводишь на предмет. И мишень круглой формы отражается на нем. Так контролируют, насколько соответствует радиус излучаемого пятна площади предмета, который диагностируется.
ВАЖНО! При знакомстве с таким ассортиментом обязательно учитывайте внешнее исполнение и вес девайса. Особенно тогда, когда покупаешь девайс прибор для профессионального применения.
Пирометр может иметь прямоугольную или круглую форму. Или форму пистолета. Она особенно удобна. Ведь когда обхватываешь устройство, то оно повторяет форму руки. Нередко рукоятка бывает с накладками из резины. Они не позволяют выскользнуть устройству, когда работаешь, скажем, во время дождя.
Принцип работы, типы, преимущества и недостатки
Физическая величина, которую можно описать как горячность или холод любого объекта или вещества, называется температурой. Его можно измерить в различных единицах и масштабах в зависимости от требований. Температуру любого материала можно измерить с помощью различных методов и устройств. Устройства для измерения температуры используются для измерения уровня энергии физического свойства или любого вещества. В зависимости от физических свойств материала температура может быть измерена с помощью таких методов, как термометры (жидкость в стекле), электрический термометр сопротивления, радиационный термометр / инфракрасные термометры / пирометры, термопара, кремниевый диод, биметаллические устройства, колбы и капиллярные устройства. , газовые термометры постоянного объема и газовые термометры под давлением.Единица измерения температуры в системе СИ — Кельвин (k), кроме этого, она может быть измерена в шкале Цельсия (C) и шкале Фаренгейта (F). В этой статье обсуждается, что такое пирометр, принцип работы, типы, преимущества, недостатки и области применения.
Что такое пирометр?
Пирометр также известен как инфракрасный термометр, радиационный термометр или бесконтактный термометр, используемый для определения температуры поверхности объекта, которая зависит от излучения (инфракрасного или видимого), испускаемого объектом.Пирометры действуют как фотодетектор из-за способности поглощать энергию и измерять интенсивность электромагнитных волн на любой длине волны.
Используются для измерения высокотемпературных печей. Эти устройства могут измерять температуру очень точно, точно, чисто визуально и быстро. Пирометры выпускаются в разных спектральных диапазонах (поскольку металлы — коротковолновые, а неметаллы — длинноволновые).
схема пирометра
Цветные пирометры используются для измерения излучения, испускаемого объектом во время измерения температуры.Они могут очень точно измерить температуру объекта. Следовательно, эти устройства имеют очень низкие ошибки измерения.
Цветные пирометры используются для определения отношения двух интенсивностей излучения с двумя спектральными диапазонами. Они доступны в сериях Metis M3 и h4 и портативных портативных устройствах Capella C3 в различных версиях.
Высокоскоростные пирометры используются для измерения температуры быстрее и быстрее, чем устройства M3. Доступны в комбинации с одноцветными и двухцветными пирометрами.Эти устройства могут создавать четкие температурные профили быстро движущихся объектов и контролировать соответствующий уровень температуры.
Принцип работы пирометра
Пирометры — это устройства для измерения температуры, используемые для определения температуры объекта и электромагнитного излучения, испускаемого объектом. Они доступны в разных спектральных диапазонах. По спектральному диапазону пирометры подразделяются на одноцветные пирометры, двухцветные пирометры и высокоскоростные пирометры.
Основной принцип работы пирометра заключается в том, что он измеряет температуру объекта, ощущая тепло / излучение, исходящее от объекта, без контакта с ним. Он регистрирует уровень температуры в зависимости от интенсивности испускаемого излучения. Пирометр состоит из двух основных компонентов, таких как оптическая система и детекторы, которые используются для измерения температуры поверхности объекта.
Когда берется любой объект, температура поверхности которого должна быть измерена пирометром, оптическая система улавливает энергию, излучаемую объектом.Затем излучение направляется на детектор, который очень чувствителен к волнам излучения. Выходной сигнал детектора относится к уровню температуры объекта из-за излучения. Обратите внимание, что температура детектора, анализируемая с использованием уровня излучения, прямо пропорциональна температуре объекта.
Излучение, испускаемое каждым объектом с его фактической температурой, превышает абсолютную температуру (-273,15 градусов по Цельсию). Это испускаемое излучение называется инфракрасным, которое находится над видимым красным светом в электромагнитном спектре.Излучаемая энергия используется для определения температуры объекта и преобразуется в электрические сигналы с помощью детектора.
Типы пирометров
Для определения температуры различных объектов пирометры делятся на 2 типа. Это,
- Оптические пирометры
- Инфракрасные / радиационные пирометры
Оптические пирометры
Это один из типов пирометров, используемых для обнаружения теплового излучения видимого спектра.Температура измеряемых горячих объектов будет зависеть от излучаемого ими видимого света. Оптические пирометры способны обеспечить визуальное сравнение откалиброванного источника света и поверхности целевого объекта. Когда температура нити накала и поверхности объекта одинакова, тогда интенсивность теплового излучения, вызванного нитью, сливается с поверхностью целевого объекта и становится невидимой. Когда происходит этот процесс, ток, проходящий через нить накала, преобразуется в уровень температуры.
оптический пирометрИнфракрасный или радиационный пирометр
Эти пирометры предназначены для обнаружения теплового излучения в инфракрасной области, которая обычно находится на расстоянии 2–14 мкм. Он измеряет температуру целевого объекта по испускаемому излучению. Это излучение можно направить на термопару для преобразования в электрические сигналы. Поскольку термопара способна генерировать более высокий ток, равный выделяемому теплу. Инфракрасные пирометры состоят из пироэлектрических материалов, таких как поливинилиденфторид (PVDF), триглицинсульфат (TGS) и танталат лития (LiTaO3).
излучение или инфракрасный пирометрПреимущества / недостатки
Обычно пирометры сравнивают с термометрами, а также имеют некоторые преимущества и недостатки при использовании.
Преимущества пирометра:
- Он может измерять температуру объекта без какого-либо контакта с ним. Это называется бесконтактным измерением.
- Обладает малым временем отклика.
- Хорошая стабильность при измерении температуры объекта.
- Он может измерять температуру различных типов объектов на разных расстояниях.
Недостатками пирометра являются
- Пирометры, как правило, прочные и дорогие
- На точность прибора могут влиять различные условия, такие как пыль, дым и тепловое излучение.
Приложения
Пирометры используются в различных приложениях, например,
- для измерения температуры движущихся объектов или постоянных объектов с большого расстояния.
- В металлургической промышленности
- В плавильной промышленности
- Воздушные шары для измерения тепла в верхней части баллона
- Паровые котлы для измерения температуры пара
- Для измерения температуры жидких металлов и сильно нагретых материалов.
- Для измерения температуры печи.
Часто задаваемые вопросы
1). В чем разница между термометром и пирометром
Термометр — это устройство для измерения температуры (контактное измерение), а пирометр — это термометр с дистанционным зондированием и бесконтактное устройство для измерения высоких температур
2). Что такое оптический пирометр?
Приборы для бесконтактного измерения температуры, работающие по принципу яркости целевого объекта и яркости нити накала внутри пирометра.
3). Какие приборы используются для измерения температуры?
- Термометры, термопары, пирометры, термометры (жидкость в стекле)
- Термометр электрического сопротивления
- Радиационный термометр / инфракрасные термометры
- Термопара
- Кремниевый диод
- Биметаллические устройства
- Колбы и капиллярные устройства
- Постоянный объем газа и термометры давления газа
4). Как мы измеряем температуру?
Он измеряется термометром, откалиброванным в различных температурных шкалах, таких как шкала Цельсия (шкала Цельсия обозначается как градусы C), шкала Фаренгейта и шкала Кельвина (K).
5). Что такое единица измерения температуры в системе СИ?
Единица измерения температуры в системе СИ — Кельвин (К).
Как работают пирометры с соотношением сторон?
Пирометр — это тип термодатчика, используемый для измерения высоких температур поверхности, часто в больших печах или обжиговых печах. Эти устройства измеряют температуру объекта или поверхности по испускаемому тепловому излучению, также известному как радиометрия. Есть много приложений, в которых стандартный одноцветный пирометр неправильно считывает температуру, в том числе:
- Мелкие предметы (слишком маленькие, чтобы заполнить конус зрения).
- Пыль, дым или пар, закрывающие поле зрения.
- Окна в процессе работы загрязняются, и их трудно содержать в чистоте.
- Излучательная способность продукта изменяется (из-за изменения сплава или состояния поверхности).
Двухцветный пирометр или пирометр с соотношением сторон, такой как Endurance Series, может работать должным образом даже с этими проблемами и указывать правильную температуру.
Чем отличается двухцветный пирометр от одноцветного? Двухцветный пирометр состоит из двух одноцветных пирометров в одной упаковке.Он использует два детектора, работающих на двух разных длинах волн, но оба детектора видят одну и ту же горячую цель.
Схема реализации пирометра отношения с использованием 2 детекторов в многослойной структуре
Нет затухания сигнала
Давайте сначала рассмотрим синий график в примере ниже. Двухцветный термометр смотрит на черное тело с коэффициентом излучения 1,0 и температурой черного тела 1500 ° C.В соответствии с законом Планка два детектора выдают следующие единицы энергии в соответствии с синей кривой при коэффициенте излучения 1,0:
Детектор №1 на длине волны λ 1 выдаст на выходе 500 единиц.
Детектор №2 на другой длине волны λ 2 выдаст сигнал в 1000 единиц.
Поскольку это термометр отношения, мы делим 1000 на 500 и получаем отношение 2. Прибор откалиброван таким образом, чтобы показывать 1500 ° C, когда он видит отношение 2.
Кривые Планка для термометра отношения, смотрящего двумя детекторами на черное тело при температуре 1500 ° C
Затухание сигнала
А что произойдет, если каким-то образом сигнал от горячей цели будет уменьшен или не сможет попасть на детектор? Это может быть вызвано грязным окном, слишком маленьким объектом, чтобы заполнить конус обзора, или, возможно, дым на линии прямой видимости. На коричневом графике показан пример с потерей сигнала 90%, но заданная температура все еще составляет 1500 ° C.Это то же самое, что и видимое падение коэффициента излучения с 1,0 до 0,1.
Детектор №1 выдаст сигнал 50 единиц.
Детектор №2 выдаст сигнал 100 единиц.
Оба сигнала были уменьшены на 90% по сравнению с верхней кривой (E = 1.0). Обратите внимание, что 100, разделенное на 50, снова равно 2, иначе прибор покажет 1500 ° C, даже если мы потеряли 90% сигнала. У каждого двухцветного термометра есть ограничение на то, насколько можно уменьшить сигнал. Это называется затуханием, которое может варьироваться от 0% до 95% сигнала и при этом считывать точную температуру.
E-Slope
В принципе, двухцветный термометр работает правильно, если все, что влияет на одну длину волны, должно влиять на другую длину волны в той же степени. К сожалению, существуют приложения, в которых коэффициент излучения объекта различается для двух длин волн, например, для измерения расплавленных металлов. Когда двухцветный термометр смотрит на расплавленный металл, соотношение сигналов (или крутизна) будет неправильным, и при измерении температуры возникнет ошибка.
Как это можно исправить? Все двухцветные термометры имеют регулировку E-Slope. При просмотре расплавленного металла регулятор E-Slope поворачивается до тех пор, пока прибор не покажет правильную температуру металла. Правильная температура может быть получена с помощью одноразовой термопары. Эта регулировка E-Slope просто корректирует соотношение на константу, которая корректирует показания прибора на неравные спектральные коэффициенты излучения цели. После того, как E-Slope настроен, проблемы с дымом, паром, пылью, мелкими целями и т. Д., правильно обрабатываются прибором.
Следующая статья: Точное бесконтактное инфракрасное измерение температуры >>
Принципы работы пирометров | Sciencing
Пирометр измеряет температуру поверхности объекта без контакта с ним. Объекты могут излучать тепловое излучение. Устройство пирометра улавливает эти волны излучения и измеряет их, поскольку тепло может производить пропорциональные волны излучения. Пирометры имеют множество применений, в том числе в металлургии, паровых котлах, воздушных шарах и печах с соляной ванной, среди прочего.Устройство пирометра также можно назвать радиационным термометром, и вы можете использовать эти термины как синонимы.
Базовая конструкция
Базовый пирометр, хотя он бывает различных моделей и типов, состоит из двух основных компонентов. Он состоит из оптических систем и детекторов. Оптическая система пирометра фокусируется на излучательной способности объекта. Он посылает излучение на детектор, компонент очень чувствителен к волнам излучения. Затем детектор выводит данные об излучении, в частности, о температуре объекта, от которого исходит излучение.Детектор получает свою температуру, анализируя уровни энергии излучения, которые прямо пропорциональны его температуре.
Другие типы пирометров
Инфракрасные пирометры, также известные как инфракрасные термометры, имеют те же принципы конструкции, что и базовый пирометр. Однако одним заметным отличием является то, что эти типы кулачков пирометров измеряют энергию излучения с большего расстояния. Они делают это, измеряя длины волн в диапазоне от 0,7 до 20 микрон.Оптические пирометры работают с использованием нити накала внутри пирометра. Пользователь определяет температуру, сопоставляя цвет объекта с цветом нити накала.
Плюсы и минусы
Как и у любого прибора, у пирометров есть свои плюсы и минусы. Их обычно сравнивают с термометрами, которые соприкасаются с предметом. Это первый плюс пирометра; он может измерять температуру объектов, не контактируя с ними. Различные модели могут измерять температуру объектов с разного расстояния.Пирометры также обычно прочны. Однако устройство пирометра дорогое в производстве, и это один из недостатков. Еще один минус в том, что он не работает в пыльных условиях.
Применение пирометров
Поскольку пирометры измеряют объекты на расстоянии, вы обнаружите, что наиболее выгодно использовать их для объектов, к которым опасно прикоснуться с помощью стандартных термометров, или для объектов, находящихся вне досягаемости или движущихся. Вы можете использовать пирометры в металлургии, в том числе в плавке.Паровые котлы используют это устройство, устанавливая его в перегревателе и измеряя температуру пара. Операторы воздушного шара используют пирометры для измерения тепла в верхней части воздушного шара, чтобы гарантировать, что ткань не перегревается.
Пирометр — обзор | Темы ScienceDirect
29.4.2.4.2 Пирометрия и спектроскопия диффузного отражения
Одним из наиболее важных параметров роста в МБЭ является температура подложки. Оптические пирометры обычно используются для измерения температуры субстрата во время роста.Пирометры обладают рядом преимуществ, одно из которых — относительно нечувствительность к геометрии измерения, что позволяет проводить измерения температуры на пластине или плите. К тому же они дешевы и в целом очень надежны. Однако есть некоторые проблемы при проведении пирометрических измерений температуры в MBE. Необходимо выбрать длину волны обнаружения, при которой подложки кажутся непрозрачными; следовательно, для многих приложений МЛЭ необходимо выбирать пирометр, который работает на более коротких длинах волн, чем это типично для промышленности пирометров.Обычно это приводит к необходимости увеличения размера пятна и невозможности проводить измерения при более низких температурах. Кроме того, стандартные показания пирометра могут быть ошибочными из-за рассеянного света от таких предметов, как ионные датчики и источники. Наконец, стандартные оптические пирометры должны быть откалиброваны в системе MBE, и на калибровку может сильно повлиять нарост материала или покрытие смотрового окна пирометра.
В последние годы были разработаны альтернативы стандартному пирометру, и их популярность растет.Ряд компаний предлагают пирометры с коррекцией коэффициента излучения, в которых встроенный рефлектометр используется для измерения коэффициента излучения и повышения точности измерения температуры подложки. Обычно в рефлектометре используется светоизлучающий диод (LED) или лазер, работающий на длине волны, близкой к длине волны обнаружения пирометра, и отслеживается изменение оптической интенсивности отраженного (или прошедшего) сигнала, чтобы получить информацию о росте тонкая пленка. Эти системы предлагают несколько потенциальных преимуществ, включая повышенную точность показаний температуры, измерение коэффициента излучения поверхности и возможность измерения скорости роста на месте путем анализа сигнала отражательной способности.Однако есть и ряд проблем. Обычно эти системы требуют нормального падения на подложки и очень чувствительны к выравниванию. Следовательно, невозможно проводить измерения в разных точках стола, и на эти инструменты может значительно повлиять любое колебание подложки вокруг оси вращения. Рефлектометр в этих приборах также требует калибровки, на которую может сильно повлиять покрытие смотровых окон. Наконец, для некоторых из этих инструментов рефлектометр не имеет поправки на эффект рассеянного света, что приводит к очень большим ошибкам в вычислении температуры поверхности.Это особенно характерно для пирометров с коррекцией излучательной способности, которые были разработаны для использования в основном с системами MOCVD.
Системы, основанные на спектроскопии диффузного отражения (DRS), такие как система BandiT, предлагаемая k-Space Associates, являются другой альтернативой стандартному пирометру и становятся все более популярными в последние годы [21–24]. Эти системы могут работать в режиме отражения, улавливая свет от эталонной лампы, который диффузно рассеивается от поверхности пластины, или в режиме пропускания, улавливая свет от нагревателя подложки, который проходит через подложку.Затем спектр собранного света анализируется для определения эффективной ширины запрещенной зоны подложки, которая затем используется для расчета температуры подложки. Среди преимуществ этого метода заключается в том, что его не нужно калибровать в системе MBE, он довольно нечувствителен к геометрии камеры и колебаниям подложки при вращении, и на него практически не влияет нанесение покрытия на смотровые окна. Однако этот метод также имеет проблемы в том, что эти системы более дороги, чем пирометры или пирометры с коррекцией излучательной способности, и измерения DRS становятся очень трудными, когда наносимый эпитаксиальный слой имеет меньшую ширину запрещенной зоны, чем подложка, поскольку это сбивает с толку инструментальную интерпретацию ширины запрещенной зоны. .Обычно эта последняя проблема может быть решена путем изменения метода анализа, используемого для собранного света. В этом сценарии прибор становится пирометром с коррекцией коэффициента излучения, в котором температура поверхности и коэффициент излучения определяются путем подгонки ко всему спектру данных. Работая в этом режиме, эти инструменты также могут измерять скорость роста и оценивать шероховатость поверхности.
Принцип работы оптического пирометра— Inst Tools
Метод измерения температуры объектов, не касаясь их, называется пирометрическим измерением.Это измерение бесконтактного типа, которое используется в различных промышленных приложениях.
Пирометр
Пирометр — это устройство, которое используется для измерения температуры объекта. Устройство фактически отслеживает и измеряет количество тепла, излучаемого объектом. Тепловое тепло излучается от объекта к оптической системе, находящейся внутри пирометра. Оптическая система лучше фокусирует тепловое излучение и передает его на детектор.Выход детектора будет связан с входным тепловым излучением. Самым большим преимуществом этого устройства является то, что, в отличие от датчика температуры сопротивления (RTD) и термопары, нет прямого контакта между пирометром и объектом, температуру которого необходимо определить.
Основной принцип
Объект, температура которого выше абсолютного нуля (например, 273,15 К), излучает или генерирует излучение. Излучение представляет собой тепловое излучение, которое зависит от температуры.Обычно инфракрасное излучение относится к типу измерения, поскольку большинство излучений находится в электромагнитном спектре инфракрасной области. Эта область находится в спектре вышеупомянутого видимого красного света. Энергия, излучаемая объектом, используется для измерения температуры объекта. с помощью детективного устройства, которое преобразует полученный сигнал в электрический сигнал. Инструменты или системы, которые используются для целей измерения, известны под общими названиями, такими как пирометр / термопистолет или радиационный пирометр.
Оптический пирометр
В оптическом пирометре для измерения температуры выполняется сравнение яркости. В качестве меры эталонной температуры принимается изменение цвета с ростом температуры. Устройство сравнивает яркость, создаваемую излучением объекта, температуру которого необходимо измерить, с яркостью эталонной температуры. Эталонная температура создается лампой, яркость которой можно регулировать до тех пор, пока ее интенсивность не станет равной яркости исходного объекта.Для объекта интенсивность его света всегда зависит от температуры объекта, какой бы ни была его длина волны. После регулировки температуры ток, проходящий через него, измеряется с помощью мультиметра, так как его значение будет пропорционально температуре источника при калибровке. Принцип работы оптического пирометра показан на рисунке ниже.
См. Также: Анимация оптического пирометра
Как показано на рисунке выше, оптический пирометр состоит из следующих компонентов.
- Окуляр (наблюдатель) слева и оптическая линза справа.
- Контрольная лампа, питаемая от батареи.
- Реостат для изменения силы тока и, следовательно, яркости.
- Для увеличения диапазона измеряемых температур между оптической линзой и эталонной лампой устанавливается поглощающий экран.
- Красный фильтр, расположенный между окуляром и эталонной лампой, помогает сузить диапазон длин волн.
Рабочий
Излучение исходит от источника, и линза оптического объектива улавливает его. Линза помогает фокусировать тепловое излучение на эталонной лампе. Наблюдатель наблюдает за процессом через окуляр и корректирует его таким образом, чтобы нить накала эталонной лампы имела резкий фокус, а нить накала накладывалась на изображение источника температуры. Наблюдатель начинает изменять значения реостата, и ток в контрольной лампе изменяется.Это, в свою очередь, меняет его интенсивность. Это изменение тока можно наблюдать тремя разными способами.
1. Нить темная. То есть холоднее, чем источник температуры.
2. Нить яркая. То есть горячее, чем температура источника.
3. Исчезает нить. Таким образом, яркость нити накала и источника температуры одинакова. В это время измеряется ток, протекающий в эталонной лампе, поскольку его значение является мерой температуры излучаемого света в источнике температуры при калибровке.
Преимущества
- Простая сборка устройства позволяет легко им пользоваться.
- Обеспечивает очень высокую точность с точностью +/- 5 градусов Цельсия.
- Нет необходимости в непосредственном контакте тела между оптическим пирометром и объектом. Таким образом, его можно использовать в самых разных приложениях.
- Пока размер объекта, температура которого должна быть измерена, соответствует размеру оптического пирометра, расстояние между ними не является проблемой.Таким образом, устройство можно использовать для дистанционного зондирования.
- Это устройство можно использовать не только для измерения температуры, но и для наблюдения за теплом, выделяемым объектом / источником. Таким образом, оптические пирометры можно использовать для измерения и просмотра длин волн, меньших или равных 0,65 мкм. Но радиационный пирометр может использоваться для приложений с высокой температурой и может измерять длину волны от 0,70 микрон до 20 микрон.
- Может измерять движущиеся объекты.
- Электротехнические элементы темп.могут быть измерены, что очень важно, если мы думаем об измерениях контактного типа, панелях HT, трансформаторах.
- Инструменты могут использоваться там, где физический доступ затруднен. Небольшие воздуховоды или какой-либо объект на высоте крыши.
Недостатки
- Поскольку измерение основано на интенсивности света, устройство можно использовать только в приложениях с минимальной температурой 700 градусов Цельсия.
- Устройство не пригодно для получения непрерывных значений температуры с небольшими интервалами.
Приложения
- Используется для измерения температуры жидких металлов или сильно нагретых материалов.
- Может использоваться для измерения температуры печи.
Статья Автор:
Правин В. Махешкар
Пуна
7023204432
— Inst Tools
Как обсуждалось ранее, оптический пирометр можно использовать не только для измерения температуры, но и для определения измеряемого тепла.Наблюдатель может рассчитать инфракрасную длину волны выделяемого тепла, а также увидеть тепловые характеристики объекта. Но количество тепла, которое может воспринимать устройство, ограничено 0,65 микрон. Вот почему радиационный пирометр более полезен, так как его можно использовать для измерения всех температур с длинами волн от 0,70 микрон до 20 микрон.
Радиационный пирометр
Известно, что длины волн, измеряемые устройством, являются длинами волн чистого излучения, то есть обычным диапазоном для радиоактивного тепла.Это устройство используется в местах, где физические контактные датчики температуры, такие как термопары, RTD и термисторы, выходят из строя из-за высокой температуры источника.
Основная теория радиационного пирометра заключается в том, что температура измеряется по естественному тепловому излучению тела. Это тепло, как известно, зависит от его температуры. В зависимости от области применения устройства способ измерения тепла можно разделить на два:
- Пирометр полного излучения — В этом методе общее количество тепла, выделяемого горячим источником, измеряется на всех длинах волн.
- Селективный радиационный пирометр — В этом методе тепло, излучаемое горячим источником, измеряется на заданной длине волны.
Как показано на рисунке ниже, пирометр излучения имеет оптическую систему, включающую линзу, зеркало и регулируемый окуляр. Тепловая энергия, излучаемая горячим телом, передается на оптическую линзу, которая собирает ее и фокусируется на детекторе с помощью зеркала и окуляра. Детектор может быть термистором или фотоэлектронным умножителем.Хотя последний известен более быстрым обнаружением быстро движущихся объектов, первый может использоваться для небольших приложений. Таким образом, тепловая энергия преобразуется детектором в соответствующий электрический сигнал и отправляется на устройство отображения выходной температуры.
Преимущества
- Устройство можно использовать для измерения очень высоких температур без прямого контакта с горячим источником (расплавленным металлом).
- Самым большим преимуществом является то, что оптическую линзу можно отрегулировать для измерения температуры объектов диаметром даже 1/15 дюйма, которые также находятся на большом расстоянии s = от измерительного устройства.
- Путь обзора устройства поддерживается конструкцией компонентов инструмента, таких как линза и изогнутые зеркала.
Ограничения
- Наличие ограничения оптических материалов по длинам волн, которые могут быть измерены.
- Поверхность горячего предмета должна быть чистой. Он не должен окисляться. Образование накипи не позволяет точно измерить радиацию.
- Требуется поправка на коэффициент излучения. Необходимо учитывать изменение коэффициента излучения в зависимости от температуры.
Также читайте: Вопросы для интервью с датчиками температуры
Оптический пирометр— обзор
Оптические измерения температуры подложки
Одним из наиболее важных параметров роста при МЛЭ является температура подложки. Оптические пирометры часто используются для измерения температуры субстрата во время роста. Пирометры обладают рядом преимуществ, одно из которых — относительно нечувствительность к геометрии измерения, что позволяет проводить измерения температуры на пластине или плите.К тому же они дешевы и в целом очень надежны. Однако есть некоторые проблемы при проведении пирометрических измерений температуры в MBE. Необходимо выбрать длину волны обнаружения, при которой подложки непрозрачны; следовательно, для многих приложений МЛЭ необходимо выбирать пирометр, который работает на более коротких длинах волн, чем это типично для промышленности пирометров. Обычно это приводит к необходимости увеличения размера пятна и невозможности проводить измерения при более низких температурах.Кроме того, стандартные показания пирометра могут быть ошибочными из-за рассеянного света от таких предметов, как ионные датчики и источники эффузии. Наконец, стандартные оптические пирометры должны быть откалиброваны в системе MBE, и на калибровку может сильно повлиять нарост материала или покрытие смотрового окна пирометра.
В последние годы были разработаны альтернативы стандартному пирометру, и их популярность растет. Ряд компаний предлагают пирометры с коррекцией коэффициента излучения, в которых встроенный рефлектометр используется для измерения коэффициента излучения и повышения точности измерения температуры подложки.Обычно в рефлектометре используется светоизлучающий диод (LED) или лазер, работающий на длине волны, близкой к длине волны обнаружения пирометра, и отслеживается изменение оптической интенсивности отраженного (или прошедшего) сигнала для получения информации о росте тонкой пленки. Эти системы предлагают несколько потенциальных преимуществ, включая повышенную точность показаний температуры, измерение коэффициента излучения поверхности и возможность измерения скорости роста и толщины слоя на месте путем анализа сигнала отражательной способности.Однако есть и ряд проблем. Обычно эти системы требуют нормального падения на подложки и чувствительны к выравниванию. Следовательно, невозможно проводить измерения в разных точках стола, и на эти инструменты может значительно повлиять любое колебание подложки вокруг оси вращения. Рефлектометр в этих приборах также требует калибровки, на которую может сильно повлиять покрытие смотровых окон. Наконец, для некоторых из этих инструментов рефлектометр не имеет поправки на эффект рассеянного света, что приводит к очень большим ошибкам в вычислении температуры поверхности.Это особенно характерно для пирометров с коррекцией излучательной способности, которые были перепрофилированы из других приложений и специально не предназначены для решения уникальных задач в MBE.
Системы, основанные на спектроскопии диффузного отражения (DRS), такие как система BandiT, предлагаемая k-Space Associates, являются еще одной альтернативой стандартному пирометру и становятся все более популярными в последние годы (Farrer et al., 2007; Hoke et al. ., 2010; Ihlefeld et al., 2007; Sacks et al., 2005). Эти системы могут работать в режиме отражения, улавливая свет от эталонной лампы, который диффузно рассеивается от поверхности пластины, или в режиме пропускания, улавливая свет от нагревателя подложки, который проходит через подложку.Затем спектр собранного света анализируется для определения эффективной ширины запрещенной зоны подложки, которая затем используется для расчета температуры подложки. Среди преимуществ этого метода — то, что его не нужно калибровать в системе MBE; он довольно нечувствителен к геометрии камеры и колебаниям подложки при вращении, и на него практически не влияет нанесение покрытия на смотровые окна. Однако этот метод также имеет недостатки в том, что эти системы более дорогие, чем пирометры или пирометры с коррекцией излучательной способности, и измерения DRS становятся очень трудными, когда наносимый эпитаксиальный слой имеет меньшую ширину запрещенной зоны, чем подложка, поскольку это сбивает с толку прибором интерпретацию ширины запрещенной зоны.
