Что представляют собой соотношения в пирометрах

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

Пирометр — это тип теплового датчика, который используется для измерения высоких температур поверхности, часто в больших печах или обжигательных печах. Эти устройства измеряют температуру объекта или поверхности по испускаемому тепловому излучению, также известному как радиометрия. Существует множество приложений, в которых стандартный одноцветный пирометр считывает температуру неправильно, и они включают в себя:

1. Мелкие объекты (слишком малы, чтобы заполнить конус зрения).
2. Пыль, дым или пар, затрудняющие видимость.
3. Окна в процессе эксплуатации загрязняются и их трудно содержать в чистоте.
4. Излучательная способность продукта изменяется (из-за изменения сплава или состояния поверхности).

Двухцветный или спектральный пирометр, такой как серия Endurance , может работать исправно даже при наличии этих проблем и показывать правильную температуру.

Чем отличается двухцветный пирометр от одноцветного? Двухцветный пирометр состоит из двух одноцветных пирометров в одном корпусе. Он использует два детектора, работающих на двух отдельных длинах волн, но оба детектора видят одну и ту же горячую цель.

Схема реализации пирометра отношения с использованием 2 детекторов в сэндвич-структуре

Нет затухания сигнала

Давайте сначала рассмотрим синий график в примере ниже. Двухцветный термометр смотрит на черное тело с коэффициентом излучения 1,0 и температурой черного тела 1500°C. На основе закона Планка два детектора обеспечивают следующие единицы энергии в соответствии с синей кривой при коэффициенте излучения 1,0:

Детектор №1 на длине волны λ ₁ даст выходной сигнал 500 единиц.

Детектор №2 на другой длине волны λ ₂ выдаст сигнал в 1000 единиц.

Поскольку это относительный термометр, мы делим 1000 на 500 и получаем отношение 2. Прибор откалиброван таким образом, чтобы показывать 1500°C, когда он видит отношение 2.

Кривые Планка для термометра отношения, наблюдающего с помощью двух детекторов черное тело при температуре 1500°C

Затухание сигнала

А что произойдет, если каким-то образом сигнал от горячей цели будет ослаблен или не попадет на детектор? Это может быть вызвано грязным окном, слишком маленьким объектом, чтобы заполнить конус зрения, или, может быть, дымом на линии видимости. Коричневый график показывает пример с потерей сигнала на 90%, но температура цели все еще составляет 1500°C. Это то же самое, что и кажущееся падение излучательной способности с 1,0 до 0,1.

Детектор №1 выдаст сигнал в 50 единиц.

Детектор №2 выдаст сигнал в 100 единиц.

Оба сигнала были уменьшены на 90% по сравнению с верхней кривой (E=1,0). Обратите внимание, что 100, деленное на 50, снова дает отношение 2, или прибор покажет 1500°C, даже если мы потеряли 90% сигнала. Каждый двухцветный термометр имеет предел того, насколько может быть уменьшен сигнал. Это называется затуханием, которое может варьироваться от 0% до 95% сигнала и при этом показывать точную температуру.

 E-Склон

В принципе, двухцветный термометр работает правильно, пока то, что влияет на одну длину волны, должно влиять на другую длину волны в той же степени. К сожалению, существуют приложения, где излучательная способность объекта различна для двух длин волн, например, измерение расплавленных металлов. Когда двухцветный термометр смотрит на расплавленный металл, отношение сигнала (или наклон) будет неправильным, и возникнет ошибка в показании температуры.

Как это можно исправить? Все двухцветные термометры имеют регулировку, называемую E-Slope. При просмотре расплавленного металла регулировка E-Slope поворачивается до тех пор, пока прибор не покажет правильную температуру металла. Правильную температуру можно получить с помощью одноразовой термопары. Эта регулировка E-Slope просто корректирует отношение на константу, которая корректирует показания прибора для неравных спектральных коэффициентов излучения цели. После регулировки E-Slope проблемы дыма, пара, пыли, мелких целей и т. д. решаются прибором правильно.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик пирометров в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/pirometry