Пирометр это прибор для измерения чего: Пирометры. Виды и устройство. Измерения и применение

Что такое пирометрия?! Методы пирометрии. Классификация пирометров.

Что такое пирометрия?! Методы пирометрии. Классификация пирометров.

Мы все привыкли к измерению температуры различных тел контактным способом – при помощи термометров. Обычный ртутный термометр находится в аптечке каждой семьи, термометры расширения (кондуктометрический термометр), активно применяются в промышленности. Однако, сегодня, мы расскажем о принципиально «новом», доселе многим неизвестном, и ещё пока редком методе бесконтактного измерения температуры различных тел.

Возможно, регулярные читатели наших статей скажут, что мы уже писали про тепловизоры, и даже не один раз. Однако, нам есть, что Вам ответить: тепловизоры – это дорогие профессиональные приборы, с огромным функционалом. Зачастую, иметь тепловизор на вооружении, у небольших фирм и обычных пользователей, попросту, нет финансовой возможности и острой необходимости.

Тогда, для профессионалов, которые каждый день сталкиваются с необходимостью измерения температуры различных тел и сред, идеальным решением станет пирометр.

Пирометр – это прибор, который предназначается для измерения температуры практически любого тела бесконтактным методом на расстоянии (чаще всего до трех метров).

Пирометр Bosch PTD-1

Соответственно, пирометрия – это совокупность, или сумма способов и методов получения информации о температуре нагретых тел на расстоянии.

В основе работы пирометра лежит принцип восприятия электромагнитных лучей (энергии), излучаемых любым материальным телом, причем, интенсивность и спектр излучения этой энергии имеет прямую зависимость от температуры этого материального тела.

Кстати, вы заметили, что в начале статьи, мы поместили слово «новый» (метод) в кавычки?! Всё дело в том, что первый пирометр был изобретен ещё в 1731 году Питером ван Мушенбруком – голландским ученым, который изготовил пирометр для проведения своих опытов по тепловому расширению твердых тел. Это был далеко не тот пирометр, который вы можете найти в нашем каталоге, однако, сам факт построения такого прибора – открытие.

Сам термин «пирометрия» — появился ещё в начале 20 века, однако толчок к развитию, пирометрия получила только в 60-х годах прошлого столетия. Именно в то время были проведены опыты и сделаны открытия, которые и позволили производить портативные пирометры с высокими потребительскими характеристиками в промышленных масштабах. Первый переносной пирометр был разработан в недрах компании Wahl в 1967 году. С тех пор, пирометры совершенствуются, и сегодня, благодаря современным принципам построения параллелей сравнения, когда температура тела измеряется на основе полученных данных с инфракрасного приемника, границы, в которых происходит измерение температур твердых и жидких тел, существенно расширились.

Стационарный оптический пирометр для промышленного применения Raytek

Вообще, основных методов в пирометрии всего два:

— Радиационный метод;

— Оптический метод.

Конечно, с момента их появления, технологии шагнули далеко вперед, поэтому и сами приборы – пирометры усовершенствовались, усложнились, стали более точными, однако, суть методов осталась неизменной. Рассмотрим оба метода более подробно.

1. Радиационный метод пирометрии – основан на зависимости яркости и интенсивности энергетического излучения от температуры материального тела в некотором ограниченном волновом диапазоне – обычно, в инфракрасном. Именно поэтому, приборы использующие такой метод называются инфракрасными пирометрами (или инфракрасными радиометрами или термометрами).

Пирометр инфракрасный TESTO 830-T1

Принцип действия инфракрасного (ИР) пирометра достаточно прост: поскольку существует пропорциональная зависимость между яркостью излучения предмета и его температурой, то измерив яркость и пересчитав её, можно получить достоверное значение температуры. Т.е. основым и главным элементом пирометра, работающего радиационным методом, является специальный датчик, который преобразует яркость тепловой энергии ИР-диапазона в электрический сигнал. Здесь яркость теплового луча фиксируется оптической системой, обрабатывается датчиком. Электрический сигнал с датчика поступает в блок обработки информации, после чего, результат измерения выводится на дисплей.

2. Оптический метод пирометрии – основан на зависимости спектра излучения от температуры минимум в двух диапазонах: диапазоне инфракрасного излучения и диапазоне видимого спектра. Т.е. для данного метода, использован принцип зависимости цвета излучения от температуры объекта.

Например, тела, нагретые до температуры 700-800 °С – обладают темно-оранжевым свечением. Для тел, температура которых составляет около 1000 градусов Цельсия, характерен ярко-оранжевый цвет излучения. Тела, температурой в 2000 °С – испускают ярко-желтое свечение, а температурой 2500 °С – почти белое.

Оптический пирометр с выносным датчиком Raytek

Существуют два основных типа оптических пирометров:

— Яркостный пирометр – прибор, который способен определять температуру тела, при помощи визуального сравнения излучения пердмета с излучением эталонной нити. Т.е. оператор, смотрит в окуляр на измеряемый объект, регулируя при этом величину излучения нити путем пропускания через эту нить электрического тока. Нить в окуляре должна быть совмещена с изображением объекта. Необходимо подобрать такое значение электрического тока, при котором цвет излучения нити совпадёт с цветом объекта и как-бы «растворится» в нём. По такому значению тока и определяют температуру нагретого тела. Яркостные пирометры, зачастую называют пирометрами с исчезающей нитью.

— Цветовой пирометр (по другому — пирометр спектрального отношения или мультиспектральный пирометр

) – прибор, который сравнивает энергетические яркости объекта в разных областях спектра. Т.е. в пирометре этого типа используется несколько датчиков (минимум два), которые и измеряют яркость свечения объекта в двух и более частях спектра, после чего, оценивается их соотношение. Мультиспектральные пирометры обладают максимальной точностью в определении температуры объекта, именно поэтому, на сегодняшний день, профессионалы выбирают именно эти оптические пирометры.

Отечественный пирометр спектрального отношения ДПР-1 «СОВА»

В начале 20 века, яркостные пирометры были распространены повсеместно, однако, начиная с середины 60-х годов, ситуация начала меняться. Были выпущены компактные, точные и удобные инфракрасные радиационные пирометры, которые постепенно вытеснили яркостные пирометры с рынка. Сегодня, практически все портативные пирометры – это приборы, работающие по радиационному методу. Это связано в первую очередь с тем, что они стоят дешевле оптических, проще и удобнее в применении, и могут обеспечить достаточно высокую точность измерения. Однако, оптические пирометры, и в частности пирометры спектрально отношения, обладают своими достоинствами.

Рассмотрим достоинства и недостатки приборов различного типа более подробно.

1) Достоинства и недостатки инфракрасных пирометров.

— Достоинства:

Основным достоинством радиационного инфракрасного пирометра является сравнительно простая конструкция, вследствие чего, такой пирометр имеет невысокую стоимость, но высокую надежность и малые размеры. Благодаря использованию только одного приёмника, преобразователя и усилителя (в отличие от оптического пирометра, у которого таких комплектов минимум два), радиационный пирометр ломается реже и стоит дешевле.

Пирометр инфракрасный Condtrol IR-T1

Другим преимуществом инфракрасного пирометра является хорошая разрешающая способность (выше, чем у любого оптического пирометра идентичной ценовой категории). Радиационные пирометры прекрасно измеряют температуру тел, нагретых до 300-400°С и выше. К тому же, приспособлены для работы в необычных условиях и узких спектральных диапазонах, например, при проведении измерения через открытый огонь.

Эксклюзивным преимуществом радиационного пирометра является способность измерения низких температур – до -50°С (пирометры другого типа не способны на это).

Именно эти преимущества и обусловили широкое распространение пирометров этого типа.

— Недостатки:

Существенным недостатком инфракрасных пирометров является зависимость конечного результата измерения от излучательной способности предмета измерения. Что это означает? Возьмем две металлические емкости – одну абсолютно новую (светлую и блестящую), а вторую – сильно окисленную (матовую и темную). Нальем в обе емкости воду и доведем до температуры кипения (100°С), после чего, проведем измерение инфракрасным пирометром. Значение температуры по пирометру, для окисленной емкости будет соответствовать действительности – примерно 95°С, а для новой – нет (будет ниже 50°С). Это можно объяснить тем, что, из-за не одинаковой излучательной способности, при прочих равных условиях и идентичной температуре, разные объекты будут излучать разное количество световой энергии.

На величину излучательной способности, также, оказывает влияние физическое состояние объекта (газ, жидкость или твердое тело), фактура его поверхности (матовая или гладкая), наличие защитных покрытий или пленок, ржавчины, накипи и других естественных образований. Считается, что излучательная способность абсолютно черного объекта равняется единице (1), а зеркала – нулю (0). На практике же коэффициент излучающей способности колеблется от 0,02 до 0,99.

Погрешность, вызванную излучательной способностью, можно компенсирвоать благодаря специальным регуляторам, которые ставятся на современные приборы. Такой регулятор позволяет подстроить пирометр под свойства конкретного исследуемого тела. Регулятор помогает скорректирвоать результаты измерений и добиться высочайшей точности при измерении температуры практически любого объекта.

Регулятор позволяет добавить коэффициент для увеличения точности измерений. Таблица коэффициентов излучения для различных материалов в алфавитном порядке представлена ниже.

Материал поверхности	Коэффициент излучения	Материал поверхности	Коэффициент излучения
	— ε —		— ε —
Алюминиевая Фольга	0,04	Молибден полированный	0.05 — 0.18
Алюминиевый лист	0,09	Мрамор белый	0,95
Алюминий грубой обработки	0,07	Мягкая сталь	0.20 — 0.32
Алюминий полированный	0.039 — 0.057	Никель, окисленный	0.59 — 0.86
Алюминий сильно окисленный	0.2 — 0.31	Никель, полированный	0,072
Асфальт	0,93	Окись Магния	0.20 — 0.55
Базальт	0,72	Олово неокисленное	0,04
Бериллий	0,18	Опилки	0,75
Бетон	0,85	Песок	0,76
Бетонные плитки	0,63	Пластмассы	0,91
Бумага офисная	0,55	Платина, полируемая пластина	0.054 — 0.104
Висмут	0,34	Поверхность, обработанная прессованием углеродом	0,98
Вода	0.95 — 0.963	Полируемая Медь	0.023 — 0.052
Вольфрам полированный	0,04	Полость черного тела	1
Вольфрамовая нить	0.032 — 0.35	Провод нихромовый	0.65 — 0.79
Гипс	0,85	Ртуть жидкая	0,1
Гипс	0,98	Свинец окисленный	0,43
Глинозем, обработка пламенем	0,8	Свинец чистый неокисленный	0.057 — 0.075
Гранит	0,45	Серебро полированное	0.02 — 0.03
Дуб	0,91	Слой металла, нанесенный на медь гальваническим способом	0,03
Железо полированное	0.14 — 0.38	Сталь нержавеющая	0,85
Железо, грубый слиток	0.87 — 0.95	Сталь нержавеющая полированная	0,075
Железо, пластина покрытая красной ржавчиной	0,61	Сталь нержавеющая 301	0.54 — 0.63
Железо, темно-серая поверхность	0,31	Стекло	0,92
Инконель окисленный	0,71	Стекло, пирекс	0.85 — 0.95
Кадмий	0,02	Сурьма полированная	0.28 — 0.31
Каучук, мягкий	0,86	Титан полированный	0,19
Каучук, твердая глянцевая пластина	0,94	Углерод, не окисленный	0,81
Кирпич, огнеупорная глина	0,75	Углеродистая нить	0,77
Красный кирпич	0,9	Фарфор глазурованный	0,92
Кремниевый Карбид	0.83 — 0.96	Хлопковая ткань	0,77
Ламповая сажа	0,96	Хром полированный	0.08 — 0.36
Латунь окисленная при 600oC	0,6	Черная краска силиконовая	0,93
Латунь полированная	0,03	Черная краска эмаль	0,8
Лед	0,97	Черная краска эпоксидная	0,89
Магний полированный	0.07 — 0.13	Черная оптическая диафрагма	0,95
Медная необработанная пластина	0,22	Чистое золото высокой полировки	0.018 — 0.035
Медно-никелевый сплав полированный	0,059	Чугун после плавки	0,44
Медь нагретая и покрытая толстым окисным слоем	0,78	Чугун, после плавки и тепловой обработки	0.60 — 0.70

Но это всё для стандартных материалов. А что же делать, когда необходимо измерить температуру материалов, не приведенных в таблице? Например, если степень окисления старой металлической емкости может различаться, то и коэффициент может быть различным. В таких случаях, необходимо пользоваться специальными таблицами или методиками определения излучательной способности, которые должны идти в комплекте с прибором.

Вторым недостатком инфракрасных пирометров (да-да, мы всё ещё говорим про недостатки) является точность, которая напрямую зависит от расстояния от прибора до объекта измерения. Именно поэтому, специалисты советуют для измерения температуры раскаленных или труднодоступных объектов выбирать пирометры обладающие высоким оптическим разрешением. Ведь, именно благодаря этому параметру, определяется расстояние до объекта, на котором оператор может находиться, не искажая точность измерений.

2) Достоинства и недостатки оптических мультиспектральных пирометров:

Пирометры спектрального отношения, как мы уже говорили, измеряют температуру объекта, путем вычисления значения отношения сигналов с двух и более приемников, работающих в разном диапазоне волн. В теории, такой метод должен был исключить основные проблемы, которые присущи инфракрасным пирометрам. Ведь зависимость качества сигнала от расстояния для обоих датчиков абсолютно одинакова, и поэтому не сказывается на их отношении. Таким образом, точность прибора не зависит ни от расстояния до объекта, ни от его излучательной способности. Но это в теории, а на практике, дело обстоит совсем не так. На практике, по опыту проведенных измерений выяснилось, что даже при оптическом методе определения температуры, излучательная способность, хотя и косвенно, но оказывает влияние на результаты измерений, тем самым приводя к существенным погрешностям (до 10%). Если сложить сюда и другие недостатки оптических пирометров: низкая надежность, высокая стоимость и др., то становится понятно, почему инфракрасные радиационные приборы пользуются большим спросом.

Однако, благодаря современным цифровым технологиям, появились приборы, обладающие особыми алгоритмами расчета корректирующего сигнала для оптических пирометров. В таких «улучшенных» пирометрах погрешность составляет всего 1% для температур от 600 до 2400°С, что очень хорошо. Стоимость же таких приборов в разы больше чем обычных приборов без коррекции.

Пирометр цифровой мультиспектральный Raytek Raynger-3i

Таким образом, современный оптический пирометр: наиболее точный, но, в то же время, более дорогой и менее удобный.

Помимо классификации по принципу действия, пирометры можно разделить по следующим признакам:

1. В зависимости от температурного диапазона:

— Высокотемпературные – для сильно нагретых объектов.

— Низкотемпературные – для объектов даже с минусовой температурой

2. В зависимости от исполнения

— Переносные – в основном это радиационные пирометры,

— Стационарные – используются в промышленности для непрерывного контроля производственного процесса.

3. По способу визуализации результатов измерения

— Текстово-цифровые – температура показывается в градусах.

— Графические – на картинке выделяются различными цветами области высоких, средних и низких температур. Объект представлен в спектральном разложении. Приборы такого типа называют тепловизорами.

В качестве заключения, необходимо упомянуть о том, что пирометр – это высокоточный измерительный прибор, который предназначен для бесконтактного измерения температуры. И хотя пирометры не лишены недостатков, но они помогают специалистам в их ежедневной работе. Наибольшее распространение инфракрасные пирометры получили неслучайно. Они используются в промышленности и в быту, они доступны по деньгам, надежны, просты в эксплуатации и способны обеспечить более чем приемлемую точность при замерах температуры.

Принцип работы пирометров (инфракрасных термометров)

Назначение и устройство пирометров

Инфракрасные термометры предназначены для измерения температуры поверхностей различных объектов. Оптика прибора улавливает излучённую, отражённую и переданную энергию и фокусирует её на детекторе. Электроника прибора измеряет величину этой энергии и преобразует её в цифровые показания температуры на экране прибора. Лазер, встроенный в прибор, используется только для точного целеуказания.

Поле обзора

При измерении убедитесь, что измеряемый объект больше, чем размер пятна, внутри которого проводится измерение. Чем меньше объект, тем ближе нужно располагать к нему прибор. Если точность измерения особенно важна, размер объекта должен превышать размер пятна по крайней мере в два раза.

Расстояние и размер пятна

При увеличении расстояния (D) до объекта, величина пятна (S), температура которого измеряется, также увеличивается.

Нахождение горячей точки

Для того, чтобы найти горячую точку, наведите пирометр на интересующую вас область и водите им вверх и вниз, пока горячая точка не будет найдена.

Рекомендации

а) Не используйте прибор для измерения температуры блестящих или полированных металлических поверхностей (нержавеющая сталь, алюминий и т. п.) – см. Коэффициент излучения.

б) Прибор не может измерять температуру сквозь прозрачные поверхности, такие как стекло. Вместо температуры видимого сквозь стекло объекта будет измерена температура стекла.

в) Пар, пыль, дым и т. п. между оптикой прибора и объектом могут снизить точность измерения. 

Коэффициент излучения

Коэффициент излучения – это термин, используемый для описания свойств материалов при излучении ими энергии.

Большинство (90% типичных случаев) органических материалов и окрашенных или покрытых оксидами поверхностей имеют коэффициент излучения 0,95, который установлен в приборе по умолчанию. Измерение блестящих или полированных металлических поверхностей будет неточным. Для проведения измерений покройте поверхность такого объекта клейкой лентой или чёрной матовой краской, а затем дайте такому покрытию время, чтобы приобрести температуру находящегося под ним объекта. После этого можно измерить температуру ленты или окрашенной поверхности.

Типичные величины коэффициента излучения

Материал	Коэффициент излучения	Материал	Коэффициент излучения
Цинк (окисленный)	0,1	Гальванизированное железо	0,3
Луженая сталь	0,1	Золото (полированное)	0,1
Серебро (полированное)	0,1	Красный кирпич (не шлифованный)	от 0,75 до 0,9
Обожженная глина	0,75	Асбест	0,95
Бетон	0,7	Мрамор	0,9
Карбид кремния	0,85	Штукатурка	0,9
Окись алюминия (мелкозернистая)	0,25	Окись алюминия (крупнозернистая)	0,45
Двуокись кремния (мелкозернистая)	0,4	Двуокись кремния (крупнозернистая)	0,55
Силикат циркония до 500°С	0,85	Силикат циркония при 850°С	0,6
Кварц (необработанный)	0,9	Уголь (графит)	0,75
Уголь (сажа)	0,95	Лесоматериалы (различные)	от 0,8 до 0,9
Эмаль (любого цвета)	0,9	Масляная краска (любого цвета)	0,95
Лакированные изделия	0,9	Матовая черная краска	от 0,95 до 0,98
Лакированный алюминий	0,5	Вода	0,98
Резина (гладкая)	0,9	Резина (негладкая)	0,98
Пластмассы (различные, твердые)	от 0,8 до 0,95	Пластмассовая пленка	от 0,5 до 0,95
Полиэтиленовая пленка	от 0,2 до 0,3	Бумага и картон	0,9
Полированный силикон	0,7	Чугун (полированный)	0,2
Чугун (обработанный при 100°С)	0,45	Чугун (обработанный при 1000°С)	от 0,6 до 0,7
Сталь	0,6	Мягкая сталь	от 0,3 до 0,5
Листовая сталь (оксидированная)	0,9	Чугунные листы (ржавые)	от 0,7 до 0,85
Чугун (необработанный) ржавый	0,95	Расплавленный чугун	0,3
Расплавленная мягкая сталь	от 0,3 до 0,4	Нержавеющая сталь (полированная)	0,1
Нержавеющая сталь (разная)	от 0,2 до 0,6	Алюминий (полированный)	0,1
Алюминий (высоко оксидированный)	0,25	Оксид алюминия при 260°С	0,6
Оксид алюминия при 800°С	0,3	Алюминиевые сплавы	от 0,1 до 0,25
Латунь (полированная)	0,1	Латунь (неполированная)	0,2
Оксид латуни	0,6	Медь (полированная)	0,05
Медь листовая	0,8	Расплавленная медь	0,15
Свинец (чистый)	0,1	Свинец (оксидированный при 25°С)	0,3
Свинец (оксидированный, 200°С)	0,6	Никель (чистый)	0,1
Никель листовой (оксидированный)	от 0,4 до 0,5	Нихром	0,7
Нихром (оксидированный)	0,95

Пирометры — это… Что такое Пирометры?

Переносной пирометр инфракрасного излучения

Стационарный пирометр инфракрасного излучения

Оптический пирометр

Пирометр — прибор для беcконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.

История

Один из первых пирометров изобретён Pieter van Musschenbroeck (1692—1761). Изначально термин использовался применительно к приборам, предназначенным для измерения температуры визуально, по яркости и цвету сильно нагретого (раскалённого) объекта. В настоящее время смысл несколько расширен, в частности, некоторые типы пирометров (такие приборы правильнее называть инфракрасные радиометры) измеряют достаточно низкие температуры (0 °C и даже ниже), при которых тепловое излучение не видно человеческим глазом.

Типы пирометров

По принципу действия пирометры делятся на два типа:

Односпектральные пирометры

Односпектральные пирометры принимают излучение в одном спектральном диапазоне, при этом диапазон может быть достаточно широким. Далее по измеренному значению мощности определяется температура. Существуют следующие подтипы односпектральных пирометров:

• Яркостные. Сравниваются яркости (как правило, визуально, в диапазоне красного света) объекта измерения и эталонного нагретого тела.
• Радиационные. Мощность теплового излучения измеряется и пересчитывается в температуру.

Односпектральные пирометры, принимающие настолько широкую спектральную полосу, что она содержит значительную часть полной мощности теплового излучения, называют пирометрами полного излучения.

Мультиспектральные пирометры

Мультиспектральные пирометры (также известны как пирометры спектрального отношения и цветовые пирометры) принимают излучение в двух и более спектральных диапазонах. Температура объекта определяется путём сравнения мощностей в различных диапазонах.

Применения

Теплоэнергетика — для быстрого и точного контроля температуры на участках не доступных или мало доступных для другого вида измерения.

Электроэнергетика контроль и пожарная безопасноть, эксплуатация объектов.(Железнодорожный транспорт — контроль температуры букс и ответственных узлов грузовых и пассажирских вагонов).

Лабораторные исследования — при проведении исследований активных веществ/ в активных средах, а также в тех случаях при которых контактный метод нарушает чистоту эксперемента (например тело настолько мало что при измерении контактным методом потеряет существенную часть теплоты, или просто слишком хрупкое для такого типа измерения). Применяется в космонавтике(контроль, опыты)

См. также

Ссылки

Книги

• Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. — Москва «Металлургия», 1980
• Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. — М.: Советское радио, 1978. — 400 с.
• Кременчугский Л. С., Ройцина О. В. Пироэлектрические приемники излучения. — Киев: Наук. думка, 1979. — 381 с.
• Температурные измерения. Справочник. — Киев: Наукова думка, 1989, 703 с.
• Рибо Г. Оптическая пирометрия, пер. с франц., М. — Л., 1934
• Гордов А. Н. Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.

Журналы

• Белозеров А. Ф., Омелаев А. И., Филиппов В. Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и технике. // Оптический журнал, 1998, № 6, с.16.
• Скобло В. С. К оценке дальности действия тепловизионных систем. // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2001. Т.44, № 1, с. 47.
• Захарченко В. А., Шмойлов А. В. Приемник инфракрасного излучения // Приборы и техника эксперимента, 1979, № 3, с.220.
• Исмаилов М. М., Петренко А. А., Астафьев А. А., Петренко А. Г. Инфракрасный радиометр для определения тепловых профилей и индикации разности температур. // Приборы и техника эксперимента, 1994, № 4, с.196.
• Мухин Ю. Д., Подъячев С. П., Цукерман В. Г., Чубаков П. А. Радиационные пирометры для дистанционного измерения и контроля температуры РАПАН-1 и РАПАН-2 // Приборы и техника эксперимента, 1997, № 5, с.161.
• Афанасьев А. В., Лебедев В. С., Орлов И. Я., Хрулев А. Е. Инфракрасный пирометр для контроля температуры материалов в вакуумных установках // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 2, с.155-158.
• Авдошин Е. С. Светопроводные инфракрасные радиометры (обзор) // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 2, с.5.
• Авдошин Е. С. Волоконный инфракрасный радиометр. // Приборы и техника эксперимента, 1989, № 4, с.189.
• Сидорюк О. Е. Пирометрия в условиях интенсивного фонового излучения. // Приборы и техника эксперимента, 1995, № 4, с.201.
• Порев В. А. Телевизионный пирометр // Приборы и техника эксперимента, 2002, № 1, с.150.
• Широбоков А. М., Щупак Ю. А., Чуйкин В. М. Обработка тепловизионных изображений, получаемых многоспектральным тепловизором «Терма-2». // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2002. Т.45, № 2, с.17.
• Букатый В. И., Перфильев В. О. Автоматизированный цветовой пирометр для измерения высоких температур при лазерном нагреве. // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 1, с.160.
• Chrzanowski K., Bielecki Z., Szulim M. Comparison of temperature resolution of single-band, dual-band and multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 13. p. 2820.
• Chrzanowski K., Szulim M. Error of temperature measurement with multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 10. p. 1998.

Wikimedia Foundation. 2010.

Пирометр в металлургии

Пирометр – это термометр, который позволяет производить измерение температуры исследуемого тела без непосредственного контакта. Работа этого прибора основывается на замере мощности теплового излучения. Измерение производится в диапазоне видимого света и инфракрасного излучения. Исходя из его функциональных возможностей можно сделать вывод о том, что с помощью этого прибора можно измерить температуру в самых труднодоступных местах.
Одним из таких проблематичных процессов является производственный комплекс в литейной промышленности.

На сегодняшний день производят несколько видов пирометров:

• электронные;
• инфракрасные.

Электронные пирометры, кроме возможности бесконтактно измерять температуру, обладают также аналитическими функциями. Данные приборы способны определять температуру (среднюю, максимальную, минимальную) за несколько секунд. Эти показания мгновенно отображаются на жидкокристаллическом дисплее.

Традиционный инфракрасный пирометр обладает еще и другими преимуществами.

Основные из них:

• высокая точность измерений;
• имеется возможность отслеживать изменение температурного показателя в широком диапазоне;
• практичность в использовании, благодаря излучающей способности и удобной регулируемой подсветке ж/к дисплея.

Особенности применения пирометра AR872D в литейной промышленности.

Рассмотрим более детально принцип действия популярного пирометра AR872D в литейной промышленности.
Данный прибор работает таким образом, что с его помощью измеряется значение энергии одной из волн в инфракрасном спектре. С помощью инфракрасного пирометра можно определить температура контролируемого объекта с любого расстояния. Однако стоит учесть, что ограничением может стать не достаточная прозрачность окружающей среды. С помощью такого прибора нет необходимости прерывать процесс литья. Поэтому, данный термометр помогает значительно снизить расходы и способствует повышению качества литья.

Практичность данного аппарата позволяет работать одной рукой. Оператор смотрит на расплавленный металл и, при нажатии кнопки, определяет температуру металла. Благодаря системе обработки данных, на дисплей можно сразу вывести изображение нескольких параметров: максимальной и минимальной температуры, а также среднее значение. Измеряемые значения можно сохранить в памяти прибора или подключить его к регистратору данных.
Современные модели имеют даже возможность передачи данных через Bluetooth. Работа пирометра осуществляется от батареек.

Данный прибор был создан специально для работы в помещениях с высокими температурами, что позволяет использовать его в тяжелых условиях литейного цеха. AR872D имеет широкий диапазон измерений, который находится в пределах от — 50 до +1050 °C. Погрешность составляет всего 2%. В данном приборе очень удобная шкала, цена деления которой равна 0,1°C, а оптическое разрешение — 20:1.

Пирометр это прибор для измерения чего

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 термометр

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 термобатареи

Когда 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 — это наиболее доступный и безопасный прибор для бесконтактного измерения температуры.

Причем он широко используется как в электричестве, так и в системах теплоснабжения.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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!

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.

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.

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.

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 здесь или 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:

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 моделей невысокая, поэтому они эффективно применяются для контроля хранения продуктов, медикаментов, ими оснащаются пожарные команды и т.д.

Виды пирометров

Пирометр представляет собой сложное устройство, при помощи которого на расстоянии можно измерить температуру объекта в диапазоне от -50 до +3000 градусов. 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 способ перемещения. Они могут быть оптическими или лазерными.

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 градусов.
• Высокотемпературные — они позволяют измерять температуру +400 и больше градусов.

Устройство прибора

Несмотря на то, что существует большой выбор приборов, которое отличается 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 моделей есть оптоволоконный кабель, который можно изгибать. Недостатком оптоволоконных моделей 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.

Принцип действия

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 применения

Основные 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.

Как выбрать пирометр

Существует большой выбор моделей указанного оборудования. Приобрести пирометр для бытовых нужд можно в специализированных магазинах. Во время его приобретения, 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 работы

Чтобы 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.

Пирометры и тепловизоры || ГК «Теплоприбор»

Пирометры — это приборы предназначенные для бесконтактного измерения температуры поверхностей твердых (сыпучих) и жидких сред по их собственному тепловому (инфракрасному) излучению. Применяются для контроля состояния объектов и технологических процессов в различных отраслях промышленности и хозяйства (ЖКХ, энергетика — диагностика контактных соединений, пищевая промышленность, текстильная промышленность, температурный контроль состояния теплотрасс, теплоизоляция зданий, производство стройматериалов (контроль поверхности нагрева внутри печи, температуры кирпича, керамики при обжиге) и т.п.), а также в научных исследованиях.

В данном разделе представлены оптовые цены на следующие виды пирометров и тепловизоров:

Пирометры С20 и С500	Цена с НДС
Пирометр С-20.1 (-18°…+500°С), ЛЦУ, 1:8	7 552 р.
Пирометр С-20.4 (-18°…+1650°С), ЛЦУ, 1:50	25 488 р.
Пирометр «Самоцвет» С-500.1 (+400°…+1600°С) 1:100, ЛЦУ, память	38 468 р.
Пирометр «Самоцвет» С-500.2 (+400°…+1600°С) 1:100, ОПТ, память	41 654 р.
Видеоштатив с консолью для С-500	3 894 р.

Пирометр инфракрасный С-20 низкотемпературный

Пирометр (П. от греческого pyr — огонь и -метр) – это прибор для бесконтактного измерения температуры непрозрачных тел по мощности их теплового излучения (в основном, в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света (оптический спектр)). Тело, температуру которого определяют при помощи П., должно находиться в тепловом равновесии и обладать коэффициентом поглощения, близким к единице.

По принципу действия П. делятся на два типа:

1. Односпектральные пирометры – это приборы, принимающие излучение в одном спектральном диапазоне, при этом диапазон может быть достаточно широким. Далее по измеренному значению мощности определяется температура. Существуют следующие подтипы односпектральных П.:
Яркостные пирометры – приборы, в которых сравниваются яркости (как правило, визуально, в диапазоне красного света) объекта измерения и эталонного нагретого тела.
Радиационные пирометры – приборы, в которых мощность теплового излучения измеряется и пересчитывается в температуру.
Односпектральные пирометры, принимающие настолько широкую спектральную полосу, что она содержит значительную часть полной мощности теплового излучения, называют пирометрами полного излучения.

2. Мультиспектральные пирометры (П. спектрального отношения и цветовые П.) – это приборы, которые принимают излучение в двух и более спектральных диапазонах. Температура объекта определяется путём сравнения мощностей в различных диапазонах.
Пирометры широко применяются в электроэнергетике, теплоэнергетике (для быстрого контроля температуры на труднодоступных участках), в лабораторных исследованиях (тех случаях когда контактный метод измерения температуры неприемлем), П. удобны и эффективны в применении при измерении высоких температур (свыше 1000С).

1. Пирометр С-20.1 (-18°…+500°С), ЛЦУ, 1:8
2. Пирометр С-20.4 (-18°…+1650°С), ЛЦУ, 1:50
3. Пирометр «Самоцвет» С-500.1 (+400°…+1600°С) 1:100, ЛЦУ, память
4. Пирометр «Самоцвет» С-500.2 (+400°…+1600°С) 1:100, ОПТ, память
5. Видеоштатив с консолью для С-500

Стоимость Тепловизоров зависит от вида, модификации, исполнения, объема заказа и прочих факторов. Цена и возможности скидки на указанные тепловизоры (Тепловизионные комплексы) по запросу:

«ТермоВед 221МТ»
«ТермоВед 222МТ»
«ТермоВед 223МТ»
«ТермоВед 224МТ»
«ТермоВед 205МТ»
«ТермоВед 207МТ»
«ТермоВед 208МТ»
«ТермоВед 209МТ»
«ТермоВед 210МТ»
«ТермоВедСтрой 211МТ»
«Снегирь-500МТ»
«Снегирь-700МТ»
«ТермоВед АФ Холод»
«Снегирь-501МТ»
«Снегирь-502МТ»
«Снегирь-503МТ»
«ТермоВедСтрой ТСМ»
«ТермоВед Профи М»
«Термограмма ТМ «Север»
«Термограмма ТМ»
«Термограмма ТС»
«Термограмма Панорама»

Бесконтактное измерение температуры

Пирометр – прибор которым можно измерить температуру любого объекта на расстоянии.

С одной стороны, это удобно, с другой мы вынуждены расплачиваться за такой комфорт погрешностью в измерениях, которая в свою очередь зависит от многих причин.

Например, от разности температур окружающей среды и нагретого или охлажденного тела, температуру которого мы хотим узнать.

Или от того насколько поверхность тела способна отражать лучи, падающие на него от окружающих предметов.

Или от того под каким углом производился замер температуры.

Все эти параметры мы не учитываем, когда пользуемся контактными приборами, но мы не можем не учитывать их, когда у нас в руках прибор оптический.

Пирометр – это прибор именно оптический. Он имеет объектив, в который попадает не только температура, которую излучает тело, то есть именно та температура, которую мы и хотим измерить, но и температура от окружающих предметов, которую тело отражает. И эта отраженная температура вносит коррективы в показания прибора. Иными словами, дает нам ошибку в измерениях.

И если в бытовых условиях, когда температура тел приблизительно одинакова, эта ошибка не велика. То, когда мы собираемся измерять температуру радиаторов в системе отопления, или температуру любого другого тела значительно нагретого по отношению к окружающей среде, ошибка может быть значительной.

Для того чтобы грамотно пользоваться пирометром и измерять температуру, например, газового или твердотопливного котла, трубопроводов, которыми полна любая котельная, радиатора. системы отопления, бойлера косвенного нагрева… надо разобраться с тем, что такое коэффициент излучения тела и коэффициент отражения.

Какую величину коэффициента нам надо установить на пирометре для разных материалов, чтобы получить точные измерения. Информацию об этом вы найдете в книгах, показанных на фото, или в интернете. Кроме этого вы можете посмотреть ролик по этой теме на моем канале в youtube

Что такое пирометр? (с изображением)

Слово пирометр происходит от греческих слов pyros , что означает «огонь», и meter , что означает «измерять». Пирометр — это устройство, которое определяет температуру поверхности путем измерения лучистого тепла. Обычно он используется в ситуациях, когда к измеряемой поверхности нельзя прикоснуться либо потому, что она движется, либо потому, что это было бы опасно. Общие разновидности включают инфракрасный пирометр и оптический пирометр.

Первый пирометр был изобретен Джозайей Веджвудом, английским гончаром 18 века.Он использовал усадку фарфора под действием тепла, чтобы контролировать приблизительную температуру в печах Веджвуд. Обжиг керамики и мониторинг температуры в печах остается одним из основных приложений пирометрии сегодня. В современных печах обычно используются инфракрасные пирометры, также известные как радиационные пирометры, для контроля их температуры.

Инфракрасные пирометры используют инфракрасный и видимый свет, излучаемый объектом, для нагрева термопары — устройства, которое создает электрический ток, питающий датчик температуры.Фокусное расстояние — точка, в которой инструмент имеет минимальный размер пятна для считывания, и поле зрения — угол, под которым работает оптика пирометра, очень важны для правильной работы инфракрасного пирометра. Устройство определяет среднюю температуру в измеряемой области, поэтому, если измеряемый объект не заполняет поле зрения пирометра, возникает ошибка измерения.

Для точных измерений также требуется правильная оценка коэффициента излучения поверхности.Инфракрасный свет, исходящий от поверхности, на самом деле является суммой трех факторов: отражательной способности — доли излучения, исходящего откуда-то еще и отраженного от измеряемой поверхности; коэффициент пропускания — доля излучения, идущего из-за измеряемого объекта и проходящего через него; коэффициент излучения — доля инфракрасного излучения, фактически испускаемого измеряемой поверхностью. Эти три значения находятся в диапазоне от нуля до единицы, а вместе они составляют единицу. Инфракрасные пирометры работают лучше всего, если коэффициент излучения близок к единице, и их очень сложно откалибровать для отражающих металлов и прозрачных поверхностей с коэффициентом излучения 0.2 или ниже.

Другой широко используемый вариант — это оптический пирометр. Впервые запатентован Эвереттом Ф.Морзе в 1899 году оптический пирометр пропускает ток через нить накала, подключенную к датчику температуры. Оператор смотрит в окуляр на нить накала и на измеряемую поверхность. Поскольку ток через нить накала изменяется, изменяется и температура нити. Когда накал нити накала совпадает с накалом поверхности, температуру можно определить по манометру. В большинстве приложений оптические пирометры были заменены инфракрасными пирометрами, которые обеспечивают большую точность в более широком диапазоне температур, но оптические пирометры продолжают использоваться, особенно при измерении температуры относительно горячих и небольших объектов, таких как отжиг вольфрамовой проволоки.

определение пирометров по The Free Dictionary

Но чтобы он мог действовать регулярно, аппарат должен содержаться в полном порядке; поэтому каждое утро Мишель посещал регуляторы эвакуации, проверял краны и регулировал температуру газа с помощью пирометра.До того времени все шло хорошо, и путешественники, подражая достойному Джозефу T.M2 ПРЕССВИР-8 августа 2019 г.-: Пирометры: анализ мирового рынка, тенденции и прогнозы до 2025 г. Индикаторы температуры / контроллеры ВКЛ-ВЫКЛ / двухпозиционный тип , Термопары, PT 100 Ом, типы J, K, R, S всех размеров, Специальная термопара для литейного производства и температуры поверхности, Элемент термопары Провода всех типов и всех размеров, Датчики сопротивления лампы (PT 100 Ом), Керамические и металлические термопары Трубки всех типов, фитинги для термопар, такие как шарики и головки, оптические пирометры, инфракрасные пирометры, панели управления изготавливаются в соответствии с требованиями заказчика.Точечные пирометры 0 от FLUKE PROCESS INSTRUMENTS позволяют точно контролировать критические процессы производства стекла, такие как отжиг стеклянных бутылок и контейнеров. Пирометры CSmicro LT, CSmicro 2M и CSmicro 3M имеют миниатюрные головки из нержавеющей стали, а также встроенную в кабель электронику. Этот инновационный пирометр специально разработан для работы в средах с низким коэффициентом излучения, где обычные пирометры не могут обеспечить точные и надежные показания. Прочные, надежные и неизменно точные с повторяемыми измерениями, карманные пирометры с увеличенным диапазоном измерения подкреплены безусловная гарантия 5 лет.Ametek Land выпустила два новых высокопроизводительных пирометра SPOT, которые еще больше расширяют его возможности измерения и диапазоны температур. точность устройств, пирометры и термопары, как внутрикорпусные, так и портативные, необходимо регулярно проверять и калибровать. Пирометры EZ Probe считаются самыми прочными, надежными и доступными пирометрами на рынке.

Точечные пирометры | Fluke Process Instruments

Точечные пирометры Fluke Process Instruments отличаются гибкостью и простотой установки; прочный, чтобы противостоять самым суровым промышленным условиям; и визуально, чтобы вы могли видеть и понимать данные о температуре технологического процесса.

Точечные пирометры — это тип фиксированного термодатчика, который используется для измерения одной точки на высокотемпературных поверхностях, часто в больших печах или обжиговых печах. Эти устройства измеряют температуру по испускаемому тепловому излучению, также известному как радиометрия.

Каждый пирометр сочетает в себе инновационную цифровую технологию со стандартными двухпроводными установками для любых установок. Эти интеллектуальные инфракрасные измерительные датчики с несколькими вариантами связи обеспечивают функции, необходимые для понимания ваших данных о температуре и управления вашим уникальным процессом, в компактном, интегрированном корпусе, который прост в установке и эксплуатации.

Серия Thermalert 4.0, например, включает в себя многочисленные встроенные инфракрасные датчики температуры с самым широким выбором спектральных диапазонов, которые можно использовать для самых разных приложений управления технологическими процессами.

Каждый пирометр соответствует стандартам Индустрии 4.0, сочетает в себе инновационные цифровые технологии со стандартными двухпроводными установками для всех установок и может быть заказан с сертификацией ATEX и IECEx. Этот интеллектуальный инфракрасный измерительный датчик с множеством опций связи обеспечивает функции, необходимые для понимания ваших данных о температуре и управления вашим уникальным процессом, в компактном интегрированном корпусе, который прост в установке и эксплуатации.

Серия Endurance, тем временем, включает двухцветные пирометры для низких и высоких температур, отвечающие всем требованиям современной промышленности.Он гибкий и простой в установке; прочный, чтобы противостоять самым суровым промышленным условиям; и визуальный — позволяет видеть и понимать данные о температуре технологического процесса.

Дополнительная функция камеры для этого датчика позволяет непрерывно наблюдать за процессом визуально, в то время как опция светодиодного прицеливания позволяет вам видеть размер пятна на цели, чтобы убедиться, что у вас есть чистая линия обзора. Функция сопоставления избавляет от необходимости догадываться при установке коэффициента излучения. Волоконно-оптические пирометры Endurance позволяют измерять цели, которые в противном случае были бы недоступны из-за нехватки места или суровых условий окружающей среды.

Узнайте больше о наших решениях для фиксированных пирометров ниже.

Стандартные промышленные устройства для измерения температуры

Когда дело доходит до измерения температуры для промышленного применения, существует ряд доступных опций. Некоторые из наиболее часто используемых инструментов — это пирометры, термопары и термометры сопротивления (RTD). Мы собираемся взглянуть на общий обзор этих трех устройств измерения температуры и некоторые ключевые преимущества / недостатки каждого из них.

РДТ

Температурные датчики сопротивления

или RTD — это контактные датчики, которые работают в соответствии с принципом, согласно которому сопротивление металла изменяется напрямую с температурой. В RTD используются чистые элементы, такие как платина, сопротивление которых подтверждено множеством международных институтов стандартизации. Металл имеет предсказуемое изменение сопротивления при изменении температуры; именно это изменение используется для определения температуры. Вот дополнительная информация о RTD.

Термопары

Термопары также являются контактными приборами для измерения температуры, состоящими из двух разных металлов, соединенных вместе на одном конце. Когда соединение двух металлов охлаждается или нагревается, создается напряжение, которое может быть обратно соотнесено с температурой. Существует несколько различных типов термопар, дополнительную информацию о различных типах можно найти здесь.

Инфракрасные пирометры

Есть ряд применений, в которых контактные температурные устройства не подходят и требуется бесконтактное устройство.Инфракрасные пирометры обеспечивают бесконтактное измерение температуры. Это достигается путем измерения инфракрасной энергии; чем выше температура, тем больше излучается инфракрасной энергии. Количество излучаемой инфракрасной энергии прямо пропорционально температуре объекта; Это то, что позволяет использовать пирометры в качестве устройств для бесконтактного измерения температуры. Поскольку все объекты излучают инфракрасную энергию, это дает пирометрам преимущество, тогда как другие устройства измерения температуры, такие как RTD и термопары, должны иметь прямой контакт с предполагаемым источником энергии.Подобно термопарам, пирометры бывают разных форм и размеров. Более подробную информацию о шести технологиях пирометров Williamson и о том, как они преодолевают ограничения традиционных инфракрасных датчиков, можно найти здесь.

Ниже приводится сравнение характеристик термопар, RTD и инфракрасных пирометров в зависимости от их поведения в промышленных условиях. В следующей таблице представлен обзор преимуществ и недостатков каждой технологии в промышленных условиях.

Если вам интересно, подходит ли инфракрасный пирометр для вашего применения, нажмите ниже, чтобы получить бесплатную консультацию с одним из наших экспертов по измерению температуры.

Как использовать портативные пирометры для измерения температуры расплавленного металла

Благодаря современным достижениям в области термических технологий, операторы литейных производств — от сталелитейных заводов до чугунолитейных заводов — теперь имеют широкий спектр доступных решений, когда дело доходит до измерения температуры расплавленных металлов.Точные данные о температуре жизненно важны для всего процесса расплавления металла — слишком высокие температуры могут повредить формы, а слишком низкие температуры могут привести к низкой текучести, что приведет к образованию пузырьков или полостей.

Использование точного инструмента для получения подробных показаний улучшит качество продукции, оптимизирует безопасность и сократит время простоя литейного производства. Поэтому большинство литейных заводов используют пирометр для точных измерений.

Хотя существует большое разнообразие типов и подтипов, пирометры обычно делятся на контактные и бесконтактные.У каждого есть свои подходящие варианты использования, и их эффективность должна быть оценена на основе наилучшего варианта использования.

Контактные пирометры и наконечники для термопар

Как следует из названия, контактные пирометры требуют контакта с измеряемым объектом для получения точных показаний. Контактные пирометры могут быть ручными и переносными или настенными и фиксированными.

Хотя существует несколько различных категорий датчиков, на большинстве литейных предприятий используются одно- или многоразовые термопары типа S или K из-за их низкой стоимости и широкого диапазона температур.

На термопары

во время использования могут влиять несколько внешних факторов, что приводит к менее точным показаниям. Температура окружающего воздуха, тепловая инерция, тепловая масса зонда, окисление поверхности и потеря тепла из-за теплопроводности — все это может привести к неоптимальным результатам.

Кроме того, повторное использование может привести к разрушению или окислению термопар. Однако из-за более низкой стоимости термопары часто являются предпочтительным выбором датчика. Проблемы, возникающие из-за многократного использования, могут быть устранены за счет использования ведущих в отрасли продуктов, которые являются одноразовыми, многоцелевыми и не разбрызгиваются, сохраняя при этом высокую эффективность.

Пользователи могут выбрать наконечник термопары, защищенный керамическим волокном и изоляцией из фольги, подходящий для больших печей, литейных цехов и широкого диапазона расплавленных металлов — железа, стали, меди, бронзы и алюминия. Для небольших печей и ковшей из бесшлакового металла лучше всего подходят высококачественные наконечники термопар, защищенные кварцевой трубкой. Поскольку в расплавленный металл погружается только кварцевая трубка, дополнительная изоляция не требуется.

Примеры использования: контактные пирометры vs.Бесконтактный

Инфракрасные (также известные как бесконтактные) пирометры измеряют количество инфракрасного излучения, исходящего от объекта, и определяют температуру, измеряя амплитуду инфракрасного излучения.

В зависимости от конкретных случаев использования контактный пирометр часто оказывается лучшим выбором по сравнению с бесконтактным инфракрасным пирометром.

Оба типа пирометров развернуты в нескольких вариантах использования на литейном производстве: отливки, прокатные станы, термическая обработка, заготовки, штампы / формы, пруток / листы и листовой металл — и это лишь некоторые из них.

Чтобы правильно определить наиболее подходящий тип пирометра для литейного производства, примите во внимание следующие факторы: диапазон температур объекта, тип / материал металла, размер, расстояние, шлак или газовые помехи и температуру окружающей среды.

Как только эти факторы будут «учтены», быстро станет очевидно, какой тип пирометра необходим для рассматриваемого литейного или сталелитейного производства. Хотя инфракрасные пирометры хорошо подходят для измерения температуры движущихся частей и / или твердых материалов, они измеряют только температуру поверхности.Контактный пирометр можно окунуть в расплавленный металл, таким образом получая более глубокую точку данных и избегая поверхностного воздействия шлака или других факторов.

В таком случае контактный пирометр может более точно измерять металлургические температуры. Заливка при правильной температуре обеспечивает оптимальную текучесть и наполнение, сводя к минимуму усадку и связанные с ней дефекты. Контактный пирометр может производить точные измерения температуры точно в момент начала разливки из ковша без помех от шлака, пламени или капель расплава.

При заливке расплавленного металла в форму первостепенное значение имеет тщательный контроль температуры, который необходимо поддерживать в различных местах литейного цеха во время процесса. При правильном использовании пирометр улучшит то, как оператор литейного цеха оценивает внешнюю оболочку ковша. Это предотвратит прорыв расплавленного металла через огнеупорную футеровку.

Ручные пирометры: использование и преимущества

Поскольку на литейных предприятиях требуется измерение температуры в разных физических точках завода (для обеспечения качества), портативный цифровой пирометр предлагает множество преимуществ по сравнению с настенными / стационарными изделиями.

В цифровых пирометрах

используется микропроцессор, который анализирует значения и определяет точную температуру источника расплавленного металла. Использование метода обнаружения плоского плато сокращает такие проблемы, как перепад температур шлака, горячие точки печи или кратковременные электрические всплески.

Когда термопара погружается в расплавленный металл, микропроцессор получает сигнал в милливольтах от термопары и математически преобразует его для получения показания температуры. Индикаторы (светодиоды) на передней панели сигнализируют и издают звуковой сигнал, когда отображается правильное значение.Весь этот процесс занимает от 3 до 5 секунд, после чего наконечник термопары можно вынуть. Благодаря мощному микропроцессору точность обычно составляет ± 3 ° F от 400 ° F до 3300 ° F (± 2 ° C от 205 ° C до 1815 ° C).

При использовании с датчиком K-типа цифровой пирометр измеряет более низкие температуры и может включать режимы удержания пиковых значений / отслеживания. Цифровые пирометры также могут использоваться с наконечниками термопар, то есть одноразовыми датчиками температуры в картонных тубах.

Таким образом, цифровые пирометры широко используются на литейных предприятиях черной металлургии и сталелитейных заводах и обычно доступны в виде портативных или настенных устройств.Они могут регистрировать пиковую температуру менее чем за пять секунд и могут использоваться с расплавленной сталью, бронзой, чугуном, алюминиевыми сплавами, медью, золотом, латунью и серебром, если оснащены переносным наконечником и подходящим наконечником термопары.

Чтобы получить дополнительную информацию о пирометрах и других распространенных инструментах для сталелитейных и литейных заводов, подпишитесь на наш блог!

Пирометр, изобретатели пирометра | edubilla.com

Пирометр — это термометр, используемый для измерения высоких температур.Исторически существовали различные формы пирометров. В современном использовании это бесконтактное устройство, которое улавливает и измеряет тепловое излучение, процесс, известный как пирометрия. Тепловое излучение можно использовать для определения температуры поверхности объекта.

Принцип действия

Современный пирометр имеет оптическую систему и детектор. Оптическая система фокусирует тепловое излучение на детектор. Выходной сигнал детектора (температура T) связан с тепловым излучением или освещенностью j * целевого объекта через закон Стефана – Больцмана, коэффициент пропорциональности?, Называемый постоянной Стефана-Больцмана, и коэффициент излучения? объекта.

Этот вывод используется для определения температуры объекта. Таким образом, нет необходимости в прямом контакте между пирометром и объектом, как в случае с термопарами и резистивными датчиками температуры (RTD).

История

Гончар Джозайя Веджвуд изобрел первый пирометр для измерения температуры в своих печах, который сначала сравнивал цвет глины, обожженной при известных температурах, но в конечном итоге был модернизирован для измерения усадки кусков глины, которая зависела от тепло печи.В более поздних примерах использовалось расширение металлического стержня.

Современные пирометры стали доступны, когда первый пирометр с исчезающей нитью накала был построен Л. Холборном и Ф. Курлбаумом в 1901 году. Это устройство накладывало тонкую нагретую нить накала на объект измерения и полагалось на глаз оператора, чтобы определить, когда нить накала. Затем температура объекта считывалась по шкале пирометра.

Температура, возвращаемая пирометром с исчезающей нитью накала и другими подобными пирометрами, называемыми пирометрами яркости, зависит от излучательной способности объекта.С более широким использованием пирометров яркости стало очевидно, что существуют проблемы, связанные с тем, чтобы полагаться на знание значения коэффициента излучения. Было обнаружено, что коэффициент излучения меняется, часто резко, в зависимости от шероховатости поверхности, объема и состава поверхности и даже от самой температуры.

Чтобы обойти эти трудности, был разработан двухцветный пирометр. Они полагаются на тот факт, что закон Планка, который связывает температуру с интенсивностью излучения, испускаемого на отдельных длинах волн, может быть решен для температуры, если разделить утверждение Планка об интенсивности на двух разных длинах волн.Это решение предполагает, что коэффициент излучения одинаков на обеих длинах волн и компенсируется при разделении. Это известно как предположение о сером теле. Пирометры отношения — это, по сути, два пирометра яркости в одном приборе. Принципы работы пирометров отношения были разработаны в 1920-х и 1930-х годах, и они были коммерчески доступны в 1939 году.

По мере того, как пирометр отношения стал широко использоваться, было установлено, что многие материалы, например, металлы, не годятся. имеют одинаковую излучательную способность на двух длинах волн.Для этих материалов коэффициент излучения не отменяется, и измерение температуры является ошибочным. Величина ошибки зависит от коэффициентов излучения и длины волны, на которой проводятся измерения. Пирометры с двухцветным соотношением цветов не могут измерить, зависит ли коэффициент излучения материала от длины волны.

Для более точного измерения температуры реальных объектов с неизвестной или изменяющейся излучательной способностью в Национальном институте стандартов и технологий США были разработаны многоволновые пирометры, описанные в 1992 году.Многоволновые пирометры используют три или более длин волн и математическую обработку результатов, чтобы попытаться достичь точного измерения температуры, даже когда коэффициент излучения неизвестен, изменяется и различается на всех длинах волн.

Измерительная система для точных измерений в процессах горячей штамповки.

Индукционный нагрев

Современные системы индукционного нагрева широко используются в современной кузнечной промышленности для горячей штамповки. Перед ковкой сталь нагревают до температуры от 1000 ° C до 1250 ° C.Требуемая температура процесса зависит от содержания углерода и конкретных легирующих элементов стали. Горячая ковка требует равномерного распределения тепла по ширине и длине заготовки. Заготовку нагревают до температуры выше ее температуры рекристаллизации. Индукционный нагрев дает явные преимущества: быстрый нагрев, равномерное распределение тепла и точный контроль температуры.

Измерение температуры

Для контроля температуры в системах индукционного нагрева используются пирометры, также известные как инфракрасные термометры.Эти приборы измеряют температуру бесконтактно и не имеют изнашиваемых деталей. Основываясь на законе излучения Планка, пирометр улавливает инфракрасное излучение и преобразует его в значение температуры.

В течение миллисекунд и с безопасного расстояния пирометр определяет температуру заготовки в момент ее выхода из индуктора.

Пирометры делятся на одноцветные и двухцветные. Одноцветные приборы обнаруживают инфракрасное излучение в одном спектральном диапазоне волн.Двухцветная технология позволяет пирометру обнаруживать излучаемую инфракрасную энергию одновременно на двух разных длинах волн. Пирометр рассчитывает температуру на основе отношения этих двух значений интенсивности.

Оба типа пирометров используются в процессах индукционного нагрева. Выбор подходящего инструмента будет зависеть от требуемой точности, желаемой универсальности устройства, простоты эксплуатации и функциональной надежности.

Преимущества двухцветной техники

• Намного менее чувствительна к загрязнениям на линии прямой видимости, таким как пар, пыль, дым или грязь на линзе пирометра даже при ослаблении сигнала до 90%
• высокая степень эксплуатационной безопасности с помощью монитора интенсивности сигнала, функции, которая вызывает тревогу при превышении порога затухания сигнала
• Колебания излучательной способности объекта измерения компенсируются
  , когда они равны в обоих диапазонах волн
• менее чувствительны к правильному фокусному расстоянию и из-за неправильной настройки цели
• объект измерения может быть даже меньше, чем поле цели устройства
  

Оптические воздействия

Оптическая система CellaTemp PKL оснащена высококачественной стеклянной линзой, оптимизированной для видимого и инфракрасного диапазона.Это гарантирует, что в пределах фокусного диапазона и инфракрасное излучение на датчике, и прожектор воспроизводятся одинаково четко.

Превосходные характеристики изображения прецизионных линз обеспечивают высокое оптическое разрешение и минимальную чувствительность к рассеянному свету.

Таким образом, на измеренное значение не влияет изменение размеров объекта или изменение расстояния до цели.

Линзы с антибликовым покрытием чрезвычайно прочны, легко чистятся и поэтому подходят для тяжелых промышленных применений.

Светодиодный прожектор

CellaTemp PKL поставляется со встроенным светодиодным прожектором. Прожектор особенно незаменим для небольших объектов измерения, поскольку он помогает настроить инфракрасный термометр для просмотра горячей зоны и отрегулировать правильное расстояние фокусировки. Светодиодный точечный светильник непрерывно светится и благодаря функции постоянного управления обеспечивает высокую степень эксплуатационной безопасности.

Особенностью запатентованного точечного света является то, что он показывает как точное положение, так и истинный размер точки измерения на фокусном расстоянии.Благодаря высокоточной механической и оптической конструкции геометрическая и оптическая оси идентичны. Таким образом обеспечивается отсутствие параллакса CellaTemp® PKL и предотвращается искривление устройства.

Светодиодный светильник технически безопасен и исключает опасность повреждения человеческого глаза, как при использовании лазерного устройства. Инновационная светодиодная технология обеспечивает очень яркое световое пятно с низким энергопотреблением.

Поскольку человеческий глаз имеет самую высокую чувствительность в диапазоне длин волн зеленого света, зеленый свет кажется зрителю ярче и резче, чем красный свет.

Solution

Инфракрасный термометр CellaTemp PKL был специально разработан для оптимального выполнения особых требований к измерению температуры при индукционном нагреве. Эта компактная конструкция с центральной резьбой M30 предлагает простые варианты установки даже в ограниченном пространстве. При времени отклика от 2 мс инструменты выполняют необходимое короткое время для отбраковки заготовок и для быстрого контроля температуры.

Для проверки правильного фокусного расстояния и юстировки инфракрасный термометр оснащен постоянно светящимся светодиодным прожектором.Он показывает как точное положение, так и истинный размер точки измерения на фокусном расстоянии.

Функция ATD (автоматическое определение температуры) используется для прерывистых процессов для определения температуры заготовки в нерегулярное время независимо от скорости и размера.

Яркий светодиодный дисплей показывает измеренное значение даже с больших расстояний. Маленькая клавиатура обеспечивает настройку всех рабочих функций непосредственно на устройстве.

Помимо аналогового выхода 0/4 — 20 мА для управления скоростью конвейера и мощностью нагрева, прибор имеет переключающий контакт для отбраковки дефектных заготовок, температура которых выходит за пределы допустимого диапазона.Двухцветный инфракрасный термометр CellaTemp PKL 68 имеет два независимых коммутационных выхода, позволяющих напрямую отбрасывать слишком холодные и слишком горячие заготовки отдельно друг от друга.

В диапазоне измерения от 180 до 2500 ° C различные модели покрывают необходимый температурный диапазон для черных и цветных металлов. В зависимости от размера объекта и расстояния установки вы можете выбрать одно из двух фокусных расстояний.

CellaTemp PKL 29 оснащен специальным блокирующим фильтром, который предотвращает влияние дневного света на измерения.Этот инфракрасный термометр также значительно менее чувствителен к отражающему внешнему излучению, чем обычные устройства, измеряющие в коротковолновом диапазоне. Поэтому CellaTemp PKL 29 используется, в частности, для измерения температуры алюминия, латуни, меди или блестящих металлов при низких температурах.

Для температуры более 500 ° C рекомендуется CellaTemp PKL 38, как и для короткой длины волны

Двухцветная модель CellaTemp PKL 68 предпочтительно используется в суровых условиях окружающей среды, в сложных условиях измерения и при очень высоких температурах, связанных с технологическим процессом.