Пирометры при тестировании горячего металла. Часть 1

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой пирометров (ИК термометров), а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Пирометры необходимы, когда требуются бесконтактные измерения температуры и срособны снимать показания на расстоянии нескольких метров от целевого источника. В зависимости от целевого материала, такого как металлы и стекло, используются разные спектральные длины волн. Специальные двухцветные пирометры используются для более сложных условий измерения, например. если коэффициент излучения объекта измерения неизвестен или изменяется со временем, если объект измерения меньше размера пятна измерения пирометра или условия измерения изменяются из-за загрязнения линз, пыли и дыма.

Инфракрасные переключатели (также называемые детекторами горячего металла) регистрируют температуру так же, как инфракрасный термометр, но выдают не температуру, а сигнал переключения, когда определенная температура превышена или не достигнута.

Все инфракрасные термометры Benetech/Wintact/ Sensortherm оптимизированы для промышленного применения. В дополнение к прочным корпусам из ABS, алюминия или нержавеющей стали используются оптимизированные оптические компоненты с высоким оптическим разрешением, благодаря чему измерения можно проводить с небольшими размерами пятна даже на больших расстояниях от объекта измерения. Цифровая обработка сигналов обеспечивает чрезвычайно точные результаты измерений.

Правильный выбор пирометра зависит от многих факторов. В случае сомнений, позвольте нам фильтровать вас, прежде чем принять решение о приобретении устройства: у нас есть альтернативные решения, которые невозможно получить с помощью простого фильтра продуктов.

Что такое пирометры с цифровой обработкой сигнала?

Для работы при изменении температуры окружающей среды и параметров процесса все пирометры требуют математических операций для расчета правильной температуры. Это относится, в частности, к формированию отношений в двухцветных пирометрах, умножению для регулировки излучательной способности и компенсации температурных коэффициентов, а также суммированию для коррекции токов смещения, зависящих от усиления.

В отличие от аналоговой обработки, использование полностью цифровой обработки сигналов влияющих переменных в пирометрах известного мирового производителя Sensortherm обеспечивает 100% воспроизводимость отображаемых измеренных значений, поскольку здесь обрабатываются цифровые числа и отсутствуют более или менее испорченные аналоговые сигналы.

В частности, благодаря этому удается избежать температурных и возрастных отклонений и обеспечить возможность переноса с устройства на устройство.

Каковы особенности пирометров Sensortherm?

  Пирометры со встроенным регулятором температуры и выходом управляющих переменных используются для поддержания заданных значений, например: в процессах аддитивной печати или процессах нагрева.

  Пирометры вместе с программным ПИД-регулятором позволяют целенаправленно программировать контролируемые по времени темпы нагрева, время выдержки или скорости охлаждения, например во время процессов нагрева.

  Высокоскоростные пирометры используются для очень быстрых измерительных процессов. Устройства со встроенным ПИД-регулятором температуры и регулируемой выходной мощностью контролируют процессы и управляют мощностью лазера, например. в процессах аддитивной печати.

  Пирометры со сканером температурных линий записывают 16 областей измерения для раздельной оценки температурных профилей, а также мин., макс. и средние значения.

  Пирометры МЕТИС М3 и Н3 оснащены несколькими входами для внешнего управления пирометром, а также коммутационными выходами для вывода сигнала в случае температурных явлений.

   Сверхточные пирометры эталонного переноса восходят к ITS90 и используются для проверки и настройки источников калибровки. Они также используются для сравнительных измерений с другими пирометрами, чтобы проверить их точность или напрямую скорректировать их с эталонными значениями.

Чем отличаются модели пирометров?

Существует несколько различных типов пирометров; каждый из которых специально оптимизирован для конкретного применения. 

Вообще говоря, существует четыре основных типа пирометров:

• Одноцветные или одноволновые пирометры.

• Двухцветные, двухволновые или пирометры соотношения.

• Оптоволоконные пирометры

• Стандартные пирометры передачи (TSP)

Пирометры также называются радиационными термометрами или инфракрасными термометрами. PYROSPOT — это множество серий пирометров для бесконтактного точечного измерения температуры в диапазоне от –40 °C до 3000 °C. Серии пирометров различаются по температурным диапазонам, интерфейсам, корпусам и, следовательно, по назначению. Аксессуары для коллекторов позволяют индивидуально адаптироваться к применению и интегрировать их в системные решения.

Чтобы свести к минимуму физически вызванные ошибки измерения температуры, возникающие из-за неточностей коэффициента излучения, следует проводить измерения на короткой длине волны.

Для измерений на объектах с изменяющейся или неизвестной излучательной способностью также подходят пирометры с конкретными соотношения, входящие в состав многих серий PYROSPOT. Оптоволоконные пирометры особенно подходят для измерений в жарких условиях окружающей среды или в труднодоступных местах измерения.

Все фиксированные пирометры DIAS имеют стандартный температурный линейный выходной сигнал от 0/4 до 20 мА. В качестве цифровых интерфейсов доступны USB или RS-485, которые в любом случае гальванически изолированы. Интерфейс RS-485 использует Modbus RTU в качестве протокола данных. Пирометры с таким интерфейсом можно без проблем интегрировать в существующие шинные системы и средства управления технологическими процессами. Пирометры PYROSPOT с интерфейсом Ethernet позволяют подключаться к локальным сетям.

Какой спектральный диапазон выбрать?

Пирометры/инфракрасные переключатели измеряют в разных спектральных диапазонах, выбор зависит от измеряемого материала:

 Коротковолновые спектральные диапазоны в основном используются для измерения металлов, керамики, композитных материалов, расплава стекла, графита или пламени. В случае измерений металлов для точных измерений предпочтительным является как можно более короткий спектральный диапазон. Однако по техническим причинам они начинаются только с немного более высоких диапазонов измерения, поэтому, возможно, придется выбрать модель с немного более длинноволновым спектральным диапазоном. Чтобы компенсировать эти неточности, все устройства имеют регулируемую излучательную способность, используемую для компенсации этих различий.

 Более длинноволновые спектральные диапазоны используются для измерения неметаллов, дымовых газов, газового пламени, полупроводников, пластин или стеклянных поверхностей. Анализ материалов показал, что спектральные диапазоны подходят для каждой цели. Область применения объяснена для соответствующих моделей пирометров.

Какова скорость измерения, время отклика или время экспозиции?

Для всех пирометров Sensortherm указано время отклика t90. Он указывает время, необходимое пирометру для достижения 90% высоты сигнала при 100% скачке температуры. За время отклика будут выполнены два измерения и полная обработка сигнала, поэтому время экспозиции увеличивается в два раза. Чем короче время отклика пирометра, тем быстрее измеренное значение поступает на выход. Это особенно важно, когда измеряемые детали движутся быстро, или при использовании сканера, или если значение измерения пирометра необходимо использовать для дальнейшего управления системой.

Могу ли я проводить измерения за пределами фокусного расстояния?   

Да, конечно. Диаметр пятна наименьший в фокусе оптики (дистанции фокусировки), но с такой же точностью возможны измерения и в зоне расфокусировки (перед фокусом или за ним), но площадь измерения обычно больше.

Расчет размера пятна перед или за фокусным расстоянием.

Какие возможности предлагает программное обеспечение SensorTools, входящее в комплект поставки?

SensorTools — это очень обширное программное обеспечение для настройки, связи, анализа и оценки, которое входит в стандартную комплектацию всех пирометров, сканеров, контроллеров, дисплеев и источников калибровки.