Знайомство з приладом

Магазин Gtest® пропонує широку номенклатуру пірометрів. Посилання на відповідну сторінку сайту Магазину наводиться наприкінці цього Розділу. Крім того, наводиться перелік рекомендованих приладів + статті для подальшого самоосвіти в цій галузі

Пірометр часто називають лазерним термометром, безконтактним термометром, інфрачервоним (ІЧ) термометром або ІЧ-термометром. Пірометр використовує інфрачервоне випромінювання, також відоме як теплове випромінювання, для непрямого вимірювання температури поверхні без контакту. Вільяму Чандлеру Робертсу-Остіну приписують винахід радіаційного термометра. Будь-який об'єкт із температурою вище 0 градусів Кельвіна (К) випромінює випромінювання. Пірометр вимірює лише температуру видимої поверхні. Тому пірометр не може проводити вимірювання через скло. Якщо вимірюваний об'єкт холодніший за пірометр, потік випромінювання негативний. Щоб розрахувати температуру, пірометр посилає теплове випромінювання на об'єкт, що вимірюється, щоб скоригувати негативний потік.

Переваги пірометра

Пірометр пропонує безліч переваг. Результати вимірювання можна отримати дуже швидко, від 10 мк до 1 секунди в залежності від пристрою. Пірометр також усуває помилки, пов'язані з поганим тепловим контактом. Пірометр практично не зношується навіть на портативних ручних пристроях. Висока напруга, електромагнітні поля та їдкі матеріали не впливають на процес вимірювання. Вимірювання, які проводяться за допомогою пірометра, не пошкоджують чутливі об'єкти, такі як пластикові плівки або паперові вироби. Ще однією важливою перевагою є те, що оскільки вимірювання можна проводити безконтактно, пірометр є набагато безпечнішим інструментом для використання в умовах високих температур.

Вимірювання довжини хвилі (NIR, MIR, FIR)

Ідеальні умови для вимірювання довжини хвилі за допомогою пірометра залежать від матеріалу та його температури. Для найкращих показань при кімнатній температурі довжини хвиль усередині рекомендуються інфрачервоні діапазони (MIR). З цією метою використовуються теплові датчики всередині пірометра, наприклад, піроелектричні детектори.

Температури приблизно від 350 °C (662 °F) можна визначити в ближньому інфрачервоному діапазоні (БІК) за допомогою інфрачервоних фотодіодів, використовуючи пірометр. Таким чином, наприклад, германієвий фотодіод може мати нижчу довжину прийому хвилі близько 1,9 мкм. Температури приблизно від 700 °C (1292 °F) у видимому спектральному діапазоні можна виміряти за допомогою фотодіодів. Діапазон довжин хвиль прийому пірометрів для високих температур часто визначається фоторецепторами. Наприклад, найменша довжина хвилі прийому кремнієвих фотодіодів становить близько 1,1 мкм. Об'єкт з температурою 3000 К знаходиться в стані максимального випромінювання, тому за його допомогою можна вимірювати температури приблизно від 700 °C (1292 °F).

Практичні застосування пірометра

Як вже обговорювалося, головна перевага пірометра в порівнянні зі звичайним контактним термометром полягає в тому, що він забезпечує безконтактне вимірювання з використанням випромінювальної здатності. Це означає, що за кілька секунд можна визначити температуру в частинах машин, двигунів чи систем, яких немає легкого доступу без вимкнення. Фактично, оскільки пірометр вимірює випромінювання, що виходить від поверхні матеріалу або об'єкта (оскільки всі об'єкти випромінюють енергію та електромагнітні хвилі в залежності від їх температури), і оскільки енергія залежить від температури об'єкта, що вимірювається, температуру поверхні об'єкта можна виміряти без безпосередньої близькості і прямого контакту. Завдяки встановленому програмному забезпеченню та лазерному прицілу пірометр визначає коефіцієнт випромінювання вимірюваного об'єкта і забезпечує точне показання температури поверхні точно заданої області. Таким чином, пірометр є ідеальним рішенням для моніторингу систем опалення, вентиляції та кондиціювання повітря (HVAC), деталей та компонентів. Пірометр можна використовувати для регулярного моніторингу систем HVAC, а також для усунення несправностей та пошуку причини невстановленої несправності. Стан системи HVAC відіграє важливу роль у будь-якій компанії, на заводі, складі, у школі чи вдома. Пірометр можна використовувати для перевірки повітроводів, труб та стін. Технічне обслуговування HVAC є складним завданням, оскільки не всі елементи системи HVAC відкриті для негайного доступу та огляду. Ось чому при тестуванні, регулюванні та балансуванні системи HVAC (TAB) застосування вимірювальних приладів прямого контакту не завжди є доцільним або легким. Часто труднощі виникають не тільки через перешкоди, що створюють обмежений доступ до ключових точок вимірювання в системі HVAC, але й через потенційні ризики та небезпеки для спеціаліста з HVAC, наприклад, коли температура компонента системи HVAC стає занадто високою для безпечного проведення вимірювання контактним способом.

Пірометр дозволяє фахівцям з інспекції HVAC проводити необхідні випробування та перевірки системи HVAC на місці, без використання сходів або занадто великої кількості іншого допоміжного обладнання, що спрощує перевірку стану вентиляційних каналів, вентиляційних отворів для кондиціонування повітря, охолоджуючих труб нагрівальних елементів і т.п. проблемними. Крім того, точність та результати вимірювань більшості пірометричних виробів вражають. Пірометр може допомогти заощадити багато часу, зусиль та витрат, що виникають через незаплановані зупинки обладнання, машин та систем. Безконтактні вимірювання за допомогою пірометра проводяться в режимі реального часу, і при використанні пристроїв із заданими межами легко виявити, коли робочі умови перевищують допустимі межі (як правило, пірометр видає звук або блимає кольоровим світлом як звуковий або візуальний сигнал тривоги).

Ще одна область, де застосовуються пірометричні пристрої, – це медицина. Наприклад, пацієнтів з підозрою на наявність висококонтагіозних захворювань можна помістити на карантин та вимірювати температуру їхнього тіла з високим ступенем точності за допомогою спеціальної пірометричної технології.

ПОРАДИ ПО ПОКУПКУ ПІРОМЕТРА

Пірометр використовується для вимірювання температури поверхні об'єкта без дотику поверхні об'єкта. На практиці об'єктом, для якого необхідно виміряти температуру поверхні, може бути будь-що: від гумової шини до нагрівального елемента печі. Ця універсальність робить пірометр неймовірно корисним інструментом для фахівців з інспекцій у різних галузях. Однак для забезпечення точних результатів вимірювань характеристики пірометра повинні відповідати вимогам застосування.

Як визначити, який пірометр найкраще підходить для застосування? Наступний текст покликаний допомогти вам прийняти обґрунтоване рішення про покупку.

Ключові питання, які слід поставити собі під час вибору пірометра для інфрачервоного вимірювання температури

- Який тип пристрою потрібний для вашої програми (наприклад, портативний або стаціонарний пірометр)?

- Яке значення випромінювальної здатності рекомендується для вимірювання температури поверхні матеріалу?

- Яке відношення відстані до мети або відстані до плями (D/S) потрібне для вашої програми?

- Який ступінь точності необхідний для успішного виконання вашого завдання?

- Який обсяг пам'яті та інтерфейс передачі даних необхідні, якщо такі є?

- Який рівень післяпродажного обслуговування та підтримки бажаний?

- Яким є ваш бюджет?

Нижче наводиться детальніший аналіз критеріїв, які слід враховувати при виборі пірометра.

Портативний чи стаціонарний

Відповідь це питання багато в чому залежить від передбачуваного застосування. Якщо ви хочете використовувати пірометр для спорадичного збору показань для забезпечення якості, слід використовувати портативний пірометр. Якщо ви хочете проводити вимірювання безперервно і використовувати показання для керування процесом, краще використовувати стаціонарний пірометр. Стаціонарний пірометр має бути оснащений інтерфейсом передачі показань у систему управління процесом чи контролер. Передача може бути аналоговою або цифровою.

Випромінювальна здатність

Пірометр може мати недоліки. Одним із таких недоліків є необхідність знати необхідну випромінювальну здатність. Випромінювальна здатність матеріалу - це відносна здатність його поверхні випромінювати або поглинати енергію за допомогою випромінювання. Випромінювальна здатність залежить не тільки від виду матеріалу, але і від передбачуваної температури поверхні та довжини хвилі (мкм) пірометра.

Іншим недоліком є ​​те, що коефіцієнти випромінювання металів сильно різняться, що ускладнює точний вимір. Наприклад, при 25 °C (77 °F) сильно окислена мідь має коефіцієнт випромінювання 0,78, але при 527 °C (980,6 °F) та сама сильно окислена мідь має коефіцієнт випромінювання 0,91, в той час як полірована мідь має коефіцієнт випромінювання 0,012 при 327 °F (6). Таблицю приблизних значень коефіцієнта випромінювання для найпоширеніших матеріалів можна подивитися тут. Попередження: точність значень, показаних у таблиці, може бути гарантована, оскільки коефіцієнт випромінювання залежить від кількох змінних (текстура поверхні, колір, температура під час виміру тощо. буд.). У той час як більшість скляних, керамічних, пластикових, дерев'яних і органічних матеріалів мають дуже високу випромінювальну здатність (близько 0,95) в середньому інфрачервоному діапазоні (MIR) і дальньому інфрачервоному діапазоні (FIR), чисті метали мають набагато нижчу випромінювальну здатність в MIR і ближньому. ну здатність приблизно 0,02. Однак, коли метал анодований (наприклад, алюміній) або сильно окислений, він матиме більш високу випромінювальну здатність близько 0,9 MIR. Коли справа доходить до пофарбованих металів, більш висока випромінювальна здатність фарби матиме значення для вимірювання температури. Інтенсивність та максимум випромінювання залежать від температури.

Багато пірометричних пристроїв мають функцію регулювання випромінювальної здатності. Часто випромінювальна здатність регулюється за допомогою поворотної ручки з діапазоном 0...1. Деякі пірометричні пристрої мають додатковий вимірювальний вхід для контактного датчика температури (або термопари). Якщо ви хочете, щоб пірометр був калібрований для невідомого матеріалу, щоб визначити випромінювальну здатність, температуру можна виміряти за допомогою цього додаткового датчика. Налаштування випромінювальної здатності в пірометрі регулюватиметься до тих пір, поки безконтактний вимір не дасть той же результат виміру, що і вимір з контактним датчиком.

Співвідношення відстані та мети

Кожен пірометр має лінзу з певним ставленням відстані до мети чи відстані до плями (D/S). Такі характеристики, як 2:1, 10:1 або 20:1 дуже поширені для недорогих пірометричних пристроїв. При розгляді високоякісних пірометричних пристроїв показники можуть бути до 75:1. Ці значення також можуть бути як x:y. Це означає, що пляма вимірювання має діаметр y, коли відстань до поверхні дорівнює x. Наприклад, якщо пірометр має відношення відстані до мети 20:1, ви можете стояти на відстані 20 см або 20 дюймів від мети і вимірювати температуру кола діаметром в один сантиметр або один дюйм. Це схоже на конус світла, що випромінюється ліхтариком. Якщо ви наблизитесь до стіни дуже близько з ліхтариком, конус світла буде меншим, ніж коли ви знаходитесь далі від стіни. Більш просунуті пірометри можуть зменшувати або збільшувати розмір цієї плями виміру, щоб відповідати вимогам до розміру програми.

Точність

Кожен пірометр матиме власні характеристики точності, які залежать від вимірюваного діапазону температур. Зазвичай вимірювальний прилад з більш високою точністю матиме вищу ціну, тому важливо враховувати як практичність, так і точність. Крім випромінювальної здатності, на результати можуть впливати такі фактори, як товщина поверхні, геометрія (рівна, увігнута, опукла), обробка (полірована, шорстка, окислена, піскоструминна) і пропускність (тонкі пластикові плівки), а також кут вимірювання та спектральний діапазон. Таким чином, при проведенні порівняльних вимірювань температури за допомогою пірометра необхідно встановити контроль, щоб мінімізувати вплив якомога більшої кількості змінних для отримання найбільш точних показань.

Пам'ять та передача даних

Деякі пірометри зберігають показання температури у внутрішній пам'яті або карті пам'яті SD. Розмір пам'яті може бути представлений як кількість ГБ або максимальна кількість збережених показань. Ця пам'ять зазвичай дозволяє завантажувати дані вимірювання температури на ПК за допомогою USB-порту, інтерфейсу RS-232 або пристрою читання карт SD. У більшості випадків пірометр із можливістю запису даних температури оснащений USB-підключенням. У деяких випадках для передачі даних вимірювань потрібне спеціальне програмне забезпечення для ПК.

Обслуговування та підтримка

Це ще один важливий момент, який слід пам'ятати. Дізнайтеся, як довго постачальник працює у бізнесі. Чим довше термін роботи компанії, тим більша ймовірність, що ви зможете замовити запасні частини через кілька років після покупки пірометра. PCE Instruments працює з 1999 року. (Детальнішу інформацію див. у розділі «Про нас» / «Корпоративна історія» на нашому веб-сайті.) Також дізнайтеся, яка технічна підтримка буде доступна. Зателефонуйте до PCE Instruments, поговоріть з командою технічної підтримки перед покупкою та переконайтеся самі в рівні обслуговування.

Бюджет

Часто у бюджеті враховується більше, ніж просто вартість пірометра. Витрати калібрування є звичайними витратами, які можуть виникнути при використанні пірометра. Наприклад, якщо вам необхідно відповідати вимогам стандарту якості ISO, необхідно дотримуватись регулярного інтервалу калібрування. Витрати на калібрування ISO можуть виникати під час купівлі та повторюватися щорічно або навіть раз на півроку залежно від ваших потреб у точності та використання ІЧ-термометра. Також можливо, що повторне калібрування стане необхідним пізніше через дрейф, який пірометри та їх датчики можуть випробовувати з часом. Витратні матеріали, такі як батареї, що перезаряджаються, також повинні бути включені у ваші розрахунки.

Магазин Gtest(R) - постачальник пірометрів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/pirometry