Как работают пирометры. Какие виды пирометров существуют. Для чего применяются бесконтактные термометры. Как устроены и функционируют пирометры различных типов. Какие преимущества и недостатки имеют пирометры.
Принцип работы пирометров
Пирометры — это приборы для бесконтактного измерения температуры объектов. Их принцип работы основан на измерении интенсивности теплового излучения от нагретых тел. Любой объект с температурой выше абсолютного нуля излучает инфракрасные лучи, интенсивность которых зависит от температуры.
Как работает пирометр?
- Оптическая система фокусирует инфракрасное излучение от объекта на детектор
- Детектор преобразует энергию излучения в электрический сигнал
- Электронный блок усиливает сигнал и преобразует его в значение температуры
- Результат отображается на дисплее прибора
Таким образом, пирометр позволяет измерить температуру объекта дистанционно, не контактируя с ним физически. Это дает возможность измерять температуру труднодоступных, движущихся или опасно горячих объектов.
Основные виды пирометров
Существует несколько основных видов пирометров, различающихся принципом действия и конструкцией:
Оптические пирометры
Оптические пирометры сравнивают яркость свечения объекта с яркостью эталонной нити накала. Оператор регулирует ток нити, добиваясь равенства яркости. По величине тока определяется температура.
Радиационные пирометры
Радиационные пирометры измеряют полную мощность теплового излучения объекта во всем диапазоне длин волн. Для этого используются термобатареи или болометры.
Инфракрасные пирометры
Инфракрасные пирометры измеряют мощность излучения в определенном диапазоне инфракрасного спектра. В качестве приемников применяются фотоэлементы, фоторезисторы и другие фотоприемники.
Устройство и принцип действия пирометра
Типовая конструкция современного пирометра включает следующие основные элементы:
- Оптическая система для фокусировки излучения
- Инфракрасный детектор
- Электронный блок обработки сигнала
- Дисплей для отображения результатов
- Лазерный целеуказатель
- Органы управления
Принцип действия пирометра можно описать следующим образом:
- Оптическая система собирает инфракрасное излучение от объекта
- Детектор преобразует излучение в электрический сигнал
- Сигнал усиливается и обрабатывается электронным блоком
- Микропроцессор вычисляет температуру по заданному алгоритму
- Результат выводится на дисплей прибора
Для точного наведения на объект используется лазерный целеуказатель. Современные пирометры позволяют сохранять результаты измерений в памяти и передавать их на компьютер.
Области применения пирометров
Благодаря возможности бесконтактных измерений, пирометры нашли широкое применение в различных сферах:
- Металлургия — контроль температуры плавки и разливки металлов
- Энергетика — диагностика электрооборудования, теплотрасс
- Строительство — обследование теплоизоляции зданий
- Пищевая промышленность — контроль температурных режимов
- Медицина — измерение температуры тела
- Автомобильная промышленность — диагностика двигателей
- Пожарная безопасность — обнаружение очагов возгорания
Пирометры особенно полезны там, где невозможно или опасно использовать контактные методы измерения температуры.
Преимущества и недостатки пирометров
Основные преимущества пирометров:
- Бесконтактное измерение на расстоянии
- Высокое быстродействие
- Возможность измерения высоких температур
- Измерение температуры движущихся объектов
- Отсутствие влияния на объект измерения
Недостатки пирометров:
- Зависимость показаний от коэффициента излучения поверхности
- Влияние загрязнений оптики на точность
- Ограниченная точность при низких температурах
- Относительно высокая стоимость приборов
Несмотря на некоторые недостатки, пирометры остаются незаменимыми приборами во многих областях, где требуется бесконтактное измерение температуры.
Как выбрать пирометр
При выборе пирометра следует учитывать следующие основные характеристики:
- Диапазон измеряемых температур
- Погрешность измерений
- Оптическое разрешение (соотношение расстояния к размеру пятна измерения)
- Спектральный диапазон
- Время отклика
- Наличие лазерного целеуказателя
- Возможность настройки коэффициента излучения
- Функции хранения и передачи данных
Выбор конкретной модели зависит от специфики применения и требуемых характеристик. Для бытового использования подойдут простые недорогие модели. Для промышленного применения требуются более точные профессиональные приборы.
Заключение
Пирометры являются эффективным инструментом для бесконтактного измерения температуры в различных областях. Понимание принципов их работы и особенностей применения позволяет правильно выбрать и использовать эти приборы. Несмотря на некоторые ограничения, пирометры остаются незаменимыми там, где требуется быстрое и безопасное измерение температуры на расстоянии.
Принцип работы пирометров основные виды, устройство и применение бесконтактных термометров.
Если прикасаться к объекту небезопасно или он находится в труднодоступном месте, то для измерения температуры можно воспользоваться специальным детектором. При риске утечки тепла или холода, разрыва теплоизоляции, замеры производят дистанционно.
На рынке представлен большой выбор пирометров для проверки поверхностей из разных материалов. Из статьи вы узнаете, какие существуют виды, их принцип работы и функционал. Это поможет определиться с выбором модели.
Сферы применения
- Металлообработка.
- Электро- и теплоэнергетика.
- Строительство.
- Оценка работы электрооборудования.
- Пищевая промышленность.
- Проверка рефрижераторного оборудования.
- Контроль температуры у человека.
- Оценка объектов инфраструктуры.
- Контроль соблюдения условий хранения.
Пирометры бесконтактные востребованы на производствах с большим количеством нагревательного оборудования. В строительной сфере и теплоэнергетике высокотемпературные модели задействуют для определения теплопотерь элементов и конструкций, выявления повреждений теплоизоляционного слоя. В промышленности с помощью бесконтактных инфракрасных приборов дистанционно анализируют температуру различных процессов.
Бесконтактное устройство позволяет измерять на расстоянии, а контактный пирометр (градусник) обязательно прикладывается к объекту. Электрики такими измерителями проверяют нагрев проводов в местах соединения. В автосервисах приборами оценивают нагрев деталей. Устройства необходимы в опытных и исследовательских лабораториях для проверки параметров тел и веществ.
В быту бесконтактным методом определяют нагрев тела, пищи и воды для купания (детский инфракрасный пирометр).
Виды пирометров
В зависимости от функционала различают несколько типов устройств.
По основному принципу действия приборы делят на:
- Оптические — работают в спектре видимого света и ИК-излучения.
- Радиометры или пирометры инфракрасные — применяют радиационный способ для инфракрасных волн. Это устройства полного излучения нагретого тела, которое включает видимое и невидимое испускание лучей. Для точности измерений в радиационных пирометрах применяют лазер.
Оптические пирометры делятся на:
- Яркостные — сравнивают цвет излучения объекта и встроенной нити.
- Цветовые (мультиспектральные) — сравнивают яркость объекта в разных областях спектра.
Пирометры спектрального отношения определяют цветовую температуру объекта относительно интенсивности излучения в двух участках гаммы. Показания приборов не зависят от излучаемой способности предмета, на точность не влияет запыленность, задымленность пространства.
Модели частичного излучения относятся к оптическим, которые определяют температуру по интенсивности лучей с заданной длиной волны.
Оптические с исчезающей нитью измеряют энергию монохроматического излучения. Это яркостная температура при фиксированной длине волны. При измерении согласно схеме оптического пирометра сравнивают яркость тела и исчезающей нити фотометрического источника при длине волны 65 мкм.
В зависимости от коэффициента излучения разделяют фиксированные и переменные. По применяемому способу наведения на цель выпускают лазерные пирометры, а также устройства с оптическим прицелом.
По возможностям перемещения выделяют:
- Стационарные — используются при изготовлении средств производства. Они обеспечивают постоянный контроль производственных процессов.
- Мобильные или переносные — для бытовых нужд, когда требуется быстрое измерение. Портативные приборы обладают высоким оптическим разрешением. Можно приобрести настенные приборы для коллективного пользования сотрудниками предприятия.
В зависимости от измеряемого диапазона приборы делят на:
- Высокотемпературные — от 400ºС и выше.
- Низкотемпературные — подходят для измерения низких температур от -50ºС.
Принцип работы
Нагретые объекты выступают источниками инфракрасного излучения. При этом существует прямая связь — чем сильнее нагрето тело, тем мощнее излучение. Люди не видят ИК-излучение, а пирометры инфракрасные определяют лучи, и по их интенсивности устанавливают температуру предмета.
Работа визуального пирометра основана на определении температуры объекта по тепловому излучению. Такие возможности устройства позволяют контролировать перепады значений и регулировать температурные показатели бытовых и промышленных объектов, в различных частях и деталях.
Инфракрасный температурный бесконтактный термометр улавливает тепловое излучение от нагретого предмета, фокусирует его чувствительной частью, соединенной с приемником.
Если установлена термопара, при нагреве приемника меняются параметры напряжения. Когда используется полупроводник, оценивают изменения сопротивления. Данные преобразуются в температурные показания.
Чтобы провести измерение, прибор наводят на объект, приводят в действие и фиксируют результат. С помощью специальной кнопки можно выбирать формат — шкала по Цельсию или Фаренгейту.
Устройством измеряют температуру по отраженному излучению. Это удобно при контроле параметров труднодоступных деталей. Нет необходимости иметь доступ к нагретой детали, достаточно воспользоваться отражением в зеркале.
На результат влияют отражающие способности материала — чем они выше, тем больше погрешность. Для исключения ошибок учитывают коэффициент эмиссии, который необходимо ввести перед началом измерения.
Функция ввода присутствует не в каждой модели. Простые модификации предназначены измерения температурных показателей из определенных материалов, которые нужно выбрать из меню.
Особенности работы
На точность показаний не влияет расстояние между пирометром и объектом. При этом прибор должен применяться для диапазона, обозначенного в инструкции.
Предметы и тела отражают не только свое инфракрасное излучение, но и от рядом расположенных поверхностей. При этом отраженное инфракрасное излучение не показывает настоящую температуру. Бесконтактный прибор не различает излучаемые и отраженные волны.
Для точности измерений необходимо произвести настройку с учетом особенностей исследуемого объекта. Для этого у приборов есть переключатель коэффициента излучения. Он компенсирует отраженное излучение, которое снижает точность показаний. При настройке можно обращаться к таблицам с коэффициентами для разных поверхностей.
Строение и функционал пирометра
Основой измерителя является лазерный детектор ИК-излучения. Конструкция состоит из корпуса и объектива, своим видом она напоминает пистолет с дисплеем.
Прибор отличается компактной панелью управления, имеет лазерную наводку и обеспечивает точность измерений. Информация, поступающая в пирометр, преобразуется и отражается на экране.
Принцип работы определяет функциональные возможности устройства:
- Определение температурных показателей у удаленных объектов, а также находящихся в движении деталей.
- Проверка температуры объектов, которые находятся под напряжением.
- Экспресс-оценка изменений температуры поверхности.
- Обследование объектов с низкой теплопроводностью, теплоемкостью.
Пользоваться пирометром удобно в быту и в промышленной сфере. Инструмент достаточно навести на объект, нажать и удерживать «курок». Измерение температуры и фиксация на дисплее выполняются за несколько секунд.
Поле прицеливания не должно быть большим, чтобы пятно видимости прибора не выходило за границы предмета, температуру которого измеряют. При этом, чем меньше размер измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит через устройство. Поэтому требуется более чувствительный сенсор.
Характеристики пирометров
Оптическое разрешение — это соотношение между удаленностью объекта и диаметром пятна измерений. Данный показатель определяет функционал устройства и его стоимость. В некоторых моделях предусмотрена настройка температуры — максимальной, минимальной или средней.
Благодаря наличию функции непрерывного замера температуры приборы могут определять места тепловой утечки и неисправных электрических элементов. Пирометры бесконтактные перемещают по поверхности и отслеживают изменения.
Диапазон температур — минимальная и максимальная отметка определяемых значений. При выборе прибора необходимо учитывать температуру объектов, которые планируется исследовать. Бытовые модели рассчитаны на измерение от -50 до +500 ºС. Чем выше диапазон, тем дороже устройство.
Время отклика — важный параметр, если необходимо производить много измерений, либо при быстрых изменениях температуры. Профессиональные модели имеют скорость отклика 0,15 сек, это позволяет выполнять большой объем работы в минимальные сроки. Для бытовых вариантов достаточно быстродействия в 1 сек.
В зависимости от модификации современные приборы обладают следующим функционалом:
- Встроенной памятью для хранения проведенных замеров.
- Функцией определения минимальной и максимальной температуры при нескольких измерениях.
- Звуковой сигнализацией при достижении выставленного порогового значения.
- USB для подключения к компьютеру или переноса данных на флеш-накопитель.
Для консультации по выбору прибора предлагаем обратиться к нашим специалистам. Вы можете позвонить нам или оставить заявку на сайте geon.ru.
принцип работы, сфера применения, функции и виды пирометров, как выбрать
Главная › Статьи › Пирометры — обзор
Пирометры — это оборудование, которое используется для снятия температурных показателей с объектов. Главная особенность его работы в том, что точные показания снимаются бесконтактным способом. Цена на приборы доступная, при этом они отличаются высокой эффективностью и удобством. Чтобы замерить температуру, достаточно направить пирометр на объект.
Любой предмет, температура которого выше нуля, излучает электромагнитные волны. Температура влияет на характер этих излучений. Диапазон всегда в пределах от 0,1 до 1000 мкм. Пирометр помогает уловить и зафиксировать конкретную отметку.
Удобство приборов заключается в том, что они способны определить точные показатели дистанционным способом. Устройство имеет Г-образный силуэт; на основании расположен индикатор, демонстрирующий полученные результаты. Надежный корпус и рукоятка (в переносных пирометрах) делают прибор удобным для работы. Благодаря лазерному наведению достигается повышенная точность в получении результатов. Сегодня производят пирометры с аналоговыми и цифровыми дисплеями.
Работа осуществляется следующим образом. Датчик улавливает излучение, которое преобразуется в сигнал электротока. В зависимости от температуры растет и мощность этого сигнала. После он передается в преобразователь, и на экране отображается проекция изображения от воздействия излучения объекта. Так можно наблюдать за изменениями температуры на поверхности объектов.
Для начала работы необходимо включить прибор и направить его на объект. Через несколько секунд на экране появятся цифры, отображающие температуру.
Где применяются пирометры
Приборы широко применяют на промышленных производствах и в быту.
- Они популярны в тепло- и электроэнергетике. Здесь с их помощью возможно снимать данные с различного нагревательного оборудования, с элементов в электрощитах.
- Актуальны в металлургии, для отслеживания и поддержания должных температур в массах расплавленных металлов.
- В машиностроении помогают диагностировать состояние двигателя.
- В пищевой промышленности не обойтись без специального оборудования для соблюдения точного температурного режима для хранения и изготовления продукции.
- В быту пирометры могут пригодиться для подтверждения факта ненадлежащего отопления помещения и в других подобных ситуациях.
Функции пирометров
Современные пирометры помогают не только получить данные о температуре конкретного объекта, но также обладают следующими возможностями:
- Оснащение звуковой и визуальной сигнальной системой для оповещения по преодолению определенной границы.
- Сохранение максимального и минимального показателей измерения.
- Накопление и сохранение полученных данных.
- USB порты для переноса данных на другой носитель.
Также стоит отметить, что пирометр способен получить точные данные от движущегося объекта. Он эффективен при работе с объектами, до которых невозможно дотронуться (небезопасно, либо они находятся на большом расстоянии). Прибор может зафиксировать температуру целого объекта или отдельного элемента.
Виды пирометров
На рынке существует несколько видов пирометров. Они делятся на категории по конкретным признакам. Каждый из них разберем ниже.
Оптические
Чувствительны к конкретной полосе частот, то есть действуют в диапазоне спектра видимого света.
Внешне оптический пирометр – это устройство, состоящее из объектива, светофильтра, лампы, милливольтметра, реостата, монохроматического светофильтра, кольцевой ручки реостата и ручки прибора. Устройство эффективно в конкретном интервале волн.
Работает следующим образом. Луч от измеряемого объекта следует в прибор. Наблюдатель через окуляр проводит сравнение яркости объекта с яркостью луча. Это сопоставление проводят в монохроматическом свете, который образует светофильтр. Тянущаяся нить накаливается от аккумулятора, регулировка процесса происходит за счет реостата. Температурный показатель определяется по данным милливольтметра, так как он имеет соответствующую градуировку.
Оптические пирометры разделяют на:
- Цветовые, сравнивающие яркость предмета с остальными областями спектра. Применимы, как минимум, для 2-х измеряемых участков.
- Яркостные, которые также характеризуются как пирометры с пропадающей нитью. При работе сравнивается излучение, отходящее от поверхности объекта, с излучением нити, по которой идёт ток.
Радиометры
Главная особенность таких приборов – радиационный способ измерения. Пирометр действует на ограниченном диапазоне инфракрасных лучей. Для удобства работы и точности снимаемых показателей оснащен лазерной указкой.
Имеет надежный корпус, в который встроены объектив, диафрагма, лампа, светофильтр, окуляр, милливольтметр, накал. Снятие показаний происходит за счет улавливания чувствительной частью прибора теплового излучения, исходящего от объекта. Под чувствительным элементом имеют в виду крестообразную пластину из платины, оснащенную двумя парами термопар. То есть когда элемент нагревается или охлаждается, соответствующее повышение или понижение температуры происходит на термопарах.
Благодаря светофильтру человеческое зрение полностью защищено от яркого света. Также пирометры делят на два вида в зависимости от метода прицеливания на объект: 1) оснащенные лазерным прицелом или 2) оптическим.
В зависимости от коэффициента излучения пирометры могут быть с постоянным или с переменным значением.
Исходя из функциональных возможностей, приборы бывают низко- и высокотемпературными. Первая группа справляется с замерами температуры до -30 градусов, вторая — свыше +400 градусов Цельсия.
Мобильность
Пирометры бывают стационарными либо переносными.
Стационарные
Первый тип применяется на производствах, в тяжелой промышленности. Он нужен там, где необходимо точное изменение температурных режимов металлов, пластика и других объектов. Основное преимущество – в возможности установки и использования в небезопасных для человека условиях.Мобильные
Помогают контролировать температуру оперативно и в нужных местах – на тех участках производства, где безопасно использование прибора людьми. Устройства подходят для работы в тяжелых условиях при сильной запыленности или неблагоприятной климатической обстановке. Эффективны при снятии показаний с небольших объектов, величиной от 5 мм.Как выбрать пирометр
На рынке представлено большое разнообразие приборов, обладающих различными характеристиками. Чтобы прибор был максимально эффективен в конкретной области, необходимо учитывать его специфику. Разберем важные показатели, знание которых поможет при выборе.
- Уровень оптического разрешения. Его определяет площадь захвата. Чем показатель выше, тем на большей площади может измерить температуру прибор. Чем больше уровень захвата, тем больше погрешность полученных данных. На приборах, используемых на производстве, требуется высокое разрешение. Значения могут быть в диапазоне до 600:1. Например, показатель 10:1 оптимален для прибора, эксплуатируемого в быту.
- Рабочий диапазон датчика. Стандартно он вариьируется от -30 до +360 градусов Цельсия.
В зависимости от того, где и как будет осуществляться измерение, стоит подбирать стационарный или мобильный вариант.
Приобрести переносные и стационарные пирометры Keller ITS, а также принадлежности для них вы можете в компании «Автоматика». Мы осуществляем поставки в Екатеринбурге в короткие сроки, предложим вам лучшую цену, удобные условия сотрудничества. У нас вы сможете получить компетентную техническую консультацию по подбору обрудования. Обращайтесь: +7 (343) 384-55-45.Принцип работы пирометра
| Типы пирометров
Когда измеряемая температура очень высока и физический контакт с измеряемой средой невозможен или нецелесообразен, используются оптические пирометры, основанные на принципе теплового излучения. Эти типы принципов работы пирометров используются в условиях, когда агрессивные пары или жидкости могут разрушить термопары, термометр сопротивления и термистор при контакте с измеряемой средой.
Радиационный пирометр Принцип работы измеряет лучистое (энергетическое) тепло, испускаемое или отражаемое горячим объектом. Тепловое излучение представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое в результате воздействия температуры, и находится в диапазоне длин волн 0,1–100 мкм.
В соответствии с принципом теплового излучения энергия, излучаемая горячим телом, зависит от его температуры. Согласно рис. 13.54, тепло, излучаемое горячим телом, фокусируется на детекторе излучения. Детектор излучения зачернен и поглощает все или почти все падающее на него излучение (если температура очень мала по сравнению с температурой горячего тела, то
Следовательно, тепло, полученное детектором, пропорционально четвертой степени абсолютная температура горячего тела
Радиационный пирометр бывает двух типов.
- Пирометры полного излучения
- Инфракрасные пирометры
Пирометр полного излучения принимает практически все излучение от горячего тела и фокусируется на горячем теле и фокусируется на чувствительном датчике температуры, таком как термопара, болометр, термобатарея и т. д. Всего излучение включает в себя как видимое, так и инфракрасное излучение.
Принцип работы пирометра полного излучения состоит из элемента, принимающего излучение, и измерительного устройства, непосредственно показывающего температуру. На рис. 13.55 показан радиационный пирометр зеркального типа.
В пирометрах этого типа блок диафрагмы вместе с зеркалом используется для фокусировки излучения на преобразователях, чувствительных к лучистой энергии. Расстояние от линзы (зеркала) до преобразователя регулируется для правильной фокусировки. Преимущество зеркального расположения состоит в том, что, поскольку нет линзы, отсутствуют как поглощение, так и отражение.
Наличие любой поглощающей среды между мишенью и преобразователями снижает получаемое излучение, и показания пирометра становятся низкими.
Из-за четвертого степенного закона (q пропорционально T 4 ) характеристики пирометра полного излучения нелинейны и имеют плохую чувствительность в более низких диапазонах температур. Поэтому пирометры полного излучения нельзя использовать для измерения температуры ниже 600 °С, так как при более низких температурах вносятся погрешности.
Таким образом, пирометры полного излучения используются в основном в диапазоне температур 1200 °С – 3500 °С.
Выходной сигнал пирометров полного излучения, с усилением или без, обычно подается на прибор PMMC или на самобалансирующийся потенциометр. Выходной сигнал может подаваться на записывающее устройство или контроллер.
Инфракрасные пирометры:Инфракрасный пирометр Принцип работы: пирометры частичного или селективного излучения. При температуре выше 550 °C поверхность начинает излучать энергию видимого света, и одновременно происходит пропорциональное увеличение энергии инфракрасного излучения.
Применяются принципы инфракрасного излучения с использованием термопар, термоэлементов и болометров. Также для инфракрасных преобразователей чаще всего используются различные типы фотоэлектрических преобразователей. Наиболее полезными преобразователями, используемыми в промышленности, являются фотогальванические элементы. Эти ячейки, используемые в радиационных пирометрах, реагируют на длину волны в инфракрасном диапазоне и могут использоваться для измерения температуры до 400 °C.
Инфракрасное излучение фокусируется на фотогальваническом элементе, как показано на рис. 13.56. Необходимо следить за тем, чтобы ячейка не перегревалась. Ядро излучения, проходящего в ячейку, определяется площадью первой диафрагмы.
Защитное окно выполнено из тонкого стекла и служит для защиты кюветы и фильтра от физических повреждений. Фильтр используется в диапазоне температур от 1000 °C до 1200 °C, чтобы уменьшить инфракрасное излучение, проходящее через фотоэлемент. Это помогает предотвратить перегрев фотоэлемента.
Все инфракрасные системы основаны на передаче энергии инфракрасного излучения, излучаемой нагретым телом, к детектору в измерительной системе. Головка датчика фокусируется на объекте, температура которого измеряется и/или контролируется.
Инфракрасная энергия, падающая на детектор, либо изменяет сопротивление детектора пропорционально температуре, как в случае термистора, либо генерирует ЭДС в детекторе, таком как термобатарея. Затем изменение сопротивления или генерируемой ЭДС отображается на измерителе.
Как работает оптический пирометр?
Содержание
Что такое оптический пирометр:Пирометр, измеряющий температуру путем измерения количества света определенной длины волны, излучаемого горячим телом, называется оптическим пирометром.
Оптический пирометр представляет собой термометр бесконтактного типа. Он работает исходя из того, что яркость объекта должна соответствовать яркости нити накала, расположенной внутри пирометра. Температура печей, расплавленных металлов и других перегретых материалов или жидкостей измеряется с помощью оптического пирометра.
С помощью прибора контактного типа невозможно измерить температуру сильно нагретого тела. Так, их температура измеряется с помощью бесконтактного пирометра.
Рабочий диапазон:До 1400°C, который может быть увеличен до 3000°C с помощью абсорбирующего экрана, расположенного рядом с линзой.
Принцип работы оптического пирометра :Он основан на сравнении интенсивности (яркости) видимого излучения, излучаемого нагретым телом, и энергии излучения, испускаемого источником с известной интенсивностью. В этом случае интенсивность излучения нагретого тела, температуру которого необходимо определить, согласовывают с интенсивностью излучения эталонной нити (лампы), температура которой известна.
Конструкция и работа оптического пирометраНагретый корпус, линза, лампа накаливания и красный фильтр, выстроенные в линию, составляют оптический пирометр (рис. 1). Он фокусируется на эталонной нити с помощью линзы для улавливания лучистой энергии (лампы или лампочки). Вкратце, линза создает изображение источника излучения и совмещает его с эталонной нитью накала (лампой или колбой). Чтобы изменить интенсивность света, ток, протекающий через эталонную нить накала (лампу или колбу), изменяется. Для наблюдения за нитью используются окуляр и красный фильтр.
Рисунок-1Когда изображение на нити и изображение излучающего источника имеют одинаковую яркость, регулируют ток, протекающий через нить. С использованием реостата достигается величина модификации тока, необходимая для согласования изображений двух источников света. Измерение температуры — это все, чем является текущая регулировка. Положение реостата, показанное на циферблате, зависит от температуры. Между нагревательной нитью и местом расположения глаз оператора находится красный светофильтр. Красный фильтр служит барьером для защиты от вредных излучений, которые могут вызвать нарушения зрения оператора.
Когда яркость изображения, создаваемого источником, и яркость нити равны, контур нити будет иметь рисунок, как показано на рис. 2. (а). Однако, если температура нити накала выше, чем требуется для равной яркости, нить накала станет чрезмерно яркой, как видно на рис. 2. (б). Нить накала становится чрезмерно черной, если температура ниже необходимой для эквивалентной яркости, как видно на рис. 2 (в).
Рисунок 2(a)Рисунок 2(b)Рисунок 2(c) Преимущества оптического пирометра
Оптические пирометры портативны.
Прибор прост в использовании благодаря простой сборке.
Дает высокоточные показания +/- 5 градусов Цельсия.
Пирометры оптические имеют Быстрое реагирование (быстрый отклик)
Возможно точное измерение высоких температур.
Используется для измерения температуры на расстоянии.
Менее восприимчив к изменениям коэффициента излучения.
Выдерживает температуру до 3000°C, что является очень высоким показателем.
Расстояние между двумя объектами не имеет значения, если размер объекта и размер оптического пирометра совпадают. В результате дистанционное зондирование можно проводить с помощью оптического пирометра.
Недостатки оптического пирометраОптический пирометр является дорогостоящим устройством.
Повышена вероятность человеческой ошибки при смене изображения.
Измеряет исключительно температуру поверхности горячих объектов.
Поведенческая нелинейность.
Ошибки, которые могут возникнуть из-за присутствия промежуточных газов или паров, поглощающих излучение.
Работа пирометра зависит от того, сколько света излучает нагретое тело. Так, пирометр используется для измерения температуры более 700 градусов по Цельсию. Не подходит для измерения температуры ниже 700°C.
Регулировка тока накала влияет на точность пирометра.
Температура чистых газов также не может быть измерена с помощью пирометра.
Использование оптического пирометра|Применение оптического пирометра:Измерение температуры расплавленного металла и т. д.
Применение при очень высоких температурах, около 3000°C.
Можно измерить температуру внутри печи.
Он используется для важных измерений процессов в полупроводниковой, медицинской, индукционной термообработке, разработке кристаллов, управлении печами, производстве стекла, полупроводников и других отраслях промышленности.
Разница между радиационным пирометром и оптическим пирометромЧасто задаваемые вопросы: 1). Что такое пирометр?
Термин «пирометр» относится к дистанционному термометру, измеряющему температуру поверхности .
2). Для чего используется оптический пирометр?Он используется в ряде промышленных приложений для бесконтактного измерения высоких температур.
3). Какая операционная система у пирометра?Основная функция пирометра заключается в измерении температуры объекта путем измерения выделяемого им тепла или энергии без прямого контакта.