Що таке пірометр?

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою пірометрів (ІК термометрів), а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Пірометр – це безконтактний пристрій, який уловлює та вимірює теплове випромінювання. Цей пристрій можна використовувати для визначення температури поверхні об'єкта без контакту з поверхнею.

Переваги безконтактних датчиків

• Він швидко реєструє температуру протягом часток секунд.
• Він не впливає на температуру та матеріал мети, тому його використовують для вимірювання високих температур (3000 °C)
• Він вимагає меншого обслуговування, тому має більший термін служби.
• Він може вимірювати температуру об'єкта, що рухається.
• За допомогою безконтактних датчиків можна проводити вимірювання для небезпечних або фізично недоступних об'єктів (наприклад, високовольтних деталей та великої відстані вимірювання).
• Немає ризику забруднення та механічного впливу на поверхню об'єкта.

Історія пірометрів

Перший пірометр був створений гончарем Джозайєю Веджвудом, якому потрібен був спосіб точного вимірювання температури всередині його печей. включивши розширення металевих стрижнів як засіб вимірювання тепла.

Стрибок до сучасної пірометрії стався на початку 20-го століття завдяки Л. Холборну і Ф. Курлбауму, які в 1901 році представили перший пірометр зі зникаючою ниткою. цей момент температуру можна було зчитувати зі шкали, що ознаменувало значний прогрес у здатності точно вимірювати температуру та проклало шлях для складних пірометрів, які ми використовуємо сьогодні.

GM320 Пірометр

Базова конструкція, конструкція та робота пірометра

Пірометр - це будь-який пристрій для вимірювання температури, який включає датчик і зчитує пристрій. Оптична система збирає видиму та інфрачервону енергію від об'єкта і фокусує її на детекторі.

Інфрачервоні термометри мають різні конфігурації та конструкції, які відрізняються оптикою, електронікою, технологією, розміром та корпусом. Однак метод обробки сигналу однаковий.

Оптична система, захисні вікна, розмір плями та відстань виміру.

Детектор та оптична система є основними компонентами пірометра. Тому їх слід ретельно вибирати, щоб отримати оптимальний компроміс на основі суперечливих параметрів ціни, точності, швидкості відгуку та температурного діапазону.

Оптична система та захисні вікна

Оптична система в основному складається з вікон, лінз і фільтрів. Система лінз може використовуватися для певних діапазонів довжин хвиль через їх матеріальні діапазони довжин хвиль. матеріалу лінзи, фільтрів та захисного вікна повинні відповідати спектральній чутливості датчика. За допомогою фільтрів можна змінити властивості пропускання, щоб небажані довжини хвиль не потрапляли на детектори.

Розмір плями та відстань вимірювання.

Загальний закон оптики, що використовується в фотографії, залежить від відстані між камерою і метою відстань між камерою і метою слід враховувати явно. вимірювального приладу від мети і діаметра плями (D:S) описує оптичну роздільну здатність.

Методи прицілювання

Існує кілька методів налаштування пірометра, які допомагають фіксувати точну випромінювану температуру від мети.

• Техніка візування через лінзу: у цій техніці користувач дивиться на об'єкт так само, як і дивиться через камеру.
• Контрольні лампи/лазерна вказівка: як контрольні лампи можна використовувати галогенну лампу, світлодіод або лазер.

Детектори

Детектори відіграють важливу роль у будь-якому пірометрі. Вони є приймачами випромінювання, які перетворюють отримане інфрачервоне випромінювання електричні сигнали. Ці електричні сигнали перетворюються, а потім відображаються як значення температури електронною системою. Детектори можна розділити на дві категорії: теплові детектори та квантові детектори. Поведінка теплових детекторів схожа на поведінку будь-якої термопари. Квантові детектори працюють за принципом фотоелектричного ефекту. Квантові детектори швидше за теплові детектори.

Електроніка

Функція електроніки інфрачервоного термометра випромінювання полягає у посиленні, регулюванні, лінеаризації та перетворенні сигналу від детектора в електричний сигнал (мВ або мА), пропорційний температурі. Вихідний сигнал пірометрів можна переглядати за допомогою аналогових та цифрових пристроїв.

Аналогові пристрої

У портативних термометрах виміряна температура (сигнал) відображається на РК-екрані. Однак також використовується високоточний індикатор для безконтактного вимірювання температури. З індикацією виміряної температури користувач може легко налаштувати підключений цифровий пірометр без будь-якого ПК.

Цифрові пристрої

Підключивши вихід пірометра до відповідного програмного забезпечення (через ПК), можна отримати цифровий вихід. Пірометр може взаємодіяти з ПК за допомогою RS232 чи RS485. RS 232 використовується лише для коротких відстаней, включаючи електромагнітні перешкоди, що впливають на передачу. RS485 добре підходить для передачі на великі відстані. Стандартом для ПК є RS232, тому використовується перетворювач, який перетворює RS485 на RS232. Термографічні рішення доповнюються програмним забезпеченням для онлайн-відеовідображення та запису швидких термодинамічних процесів із численними інструментами для аналізу зображень. Зручна передача та керування даними з інфрачервоного пірометра, а також подальший аналіз даних підтримують обробку результатів вимірювання температури. Деякі з функцій, доступних у програмному забезпеченні, обговорюються нижче:

Цільова випромінювальна здатність: може встановлювати випромінювальну здатність мети.

Вибір піку: він знаходить максимальну температуру цільового значення температури із зазначеної кількості збережених реальних температур у пам'яті датчика. Після визначення пікової температури її значення буде передаватися постійно навіть при виході за межі діапазону, доки не завершиться новий процес вибору.

Рівень відключення: пірометр відносини показує справжню температуру, навіть якщо мету частково видно. Користувач може налаштувати це значення, тому коли температура об'єкта нижче цієї межі, пірометр припинить вимірювання температури.

Час відгуку: ця функція використовується для встановлення часу відгуку пірометра. Воно регулюється від 20 мс до 10 секунд.

Перегляд запису: ця опція забезпечує реєстрацію даних. Відображаються температура та коефіцієнт випромінювання, що зчитуються обома пірометрами, із зазначенням часу та дати.

Розрахунок розміру плями: вона обчислює розмір плями чи фактичну робочу відстань пірометра. Ця опція у програмному забезпеченні може обчислити розмір плями для реальної робочої відстані, що відповідає значенню фактичної робочої відстані.

Аналогова шкала: користувач може вибрати піддіапазон у межах основного діапазону пірометра. Аналоговий вихід автоматично підлаштовується під вибраний діапазон.

Змінити тип датчика: цей параметр відображає тип датчика пірометра, і користувач також може змінити два кольорові датчики на один і навпаки в тому самому програмному забезпеченні.

Калібрівка

Щоб досягти розумного рівня точності, нові пірометри мають бути правильно відкалібровані. Первинне калібрування, швидше за все, буде виконане виробниками. Але для найбільш якісних вимірювань потрібне періодичне повторне калібрування.

Як працює пірометр

Температура є найважливішою фізичною величиною, яка прогнозує стан продукту як із виробництві, і при контролі якості. Пірометр працює за принципом випромінювання чорного тіла.

Середні або об'ємні властивості електромагнітного випромінювання, що взаємодіє з речовиною, систематизовані у простий набір правил, які називаються законами випромінювання. Ці закони застосовуються, коли випромінююче тіло є випромінювачем чорного тіла. Зазвичай умови чорного тіла застосовуються, коли тіло (випромінювач) дуже слабо взаємодіє з навколишнім середовищем та розглядається стан рівноваги. Простіше кажучи, чорне тіло — це об'єкт, який поглинає електромагнітне випромінювання, яке на нього падає. При цьому жодне випромінювання не проходить через нього і не відбивається. Повна випромінювальна здатність чорного тіла, включаючи всі довжини хвиль, прямо пропорційна четвертому ступеню його температури. Ця температура називається температурою яскравості.

Типи пірометрів

Як правило, пірометри можна розділити на три типи:

• Одноколірний пірометр
• Двоколірний пірометр/пірометр відносини
• Багатохвильовий пірометр

Однокольорові пірометри

Однокольоровий пірометр працює на певній довжині хвилі, і точність виміру залежить від випромінювальної здатності об'єкта.

Ці пірометри працюють у вузькому діапазоні довжин хвиль. Спектральний відгук цих пірометрів зазвичай становить менше 1 мікрона. Зазвичай вони використовуються для виміру скла при 5,14 мкм. Метали також можна вимірювати, оскільки їхня випромінювальна здатність висока тільки у вузькій смузі. Спектральний відгук пристрою залежить від типу використовуваного детектора. Наприклад, відгук пірометра з детектором на основі кремнієвої комірки становить близько 0,9-1,1 мікрона. Ці пірометри можуть працювати у вибраному діапазоні довжин хвиль за допомогою фільтрів. Але для цього потрібні чутливіші детектори та вдосконалені підсилювачі сигналу.

Пірометри відношення випромінювання (двоколірні пірометри)

Цей пірометр вимірює випромінювану енергію об'єкта між двома вузькими діапазонами довжин хвиль, а потім обчислює відношення двох енергій. Це є функцією температури об'єкта. Це також називається двоколірним пірометром, тому що дві довжини хвиль відповідають різним кольорам у видимому спектрі. Навіть якщо об'єкт повністю покриває пляму, вихідний сигнал не зміниться. Крім того, вимірювання температури не залежить від випромінювальної здатності, тому помилки, викликані зміною випромінювальної здатності, обробкою поверхні та поглинаючими енергію матеріалами (наприклад, димом, смогом, водяною парою тощо) між пірометром і метою, можуть бути мінімізовані або усунені. Він використовується для вимірювання високої температури (наприклад розплавленого металу).

Багатохвильові пірометри

Цей тип пірометра здатний вимірювати понад дві довжини хвиль. Їх також називають спектропірометрами. Тут прилад порівнює всі виміряні значення, потім вирішує, де знаходиться точна температура. Це також експертна система багатохвильового пірометра, яка змогла подолати багато відомих труднощів пірометрії, включаючи невідому, змінну та/або спектральну залежність випромінювальної здатності, а також поглинання випромінювання довкіллям.

Які фактори слід враховувати під час налаштування системи пірометра?

При налаштуванні системи пірометра у промисловому процесі необхідно враховувати кілька важливих факторів:

Діапазон температур: визначте конкретний діапазон температур, який необхідно виміряти для застосування. Це допоможе вам вибрати пірометр, здатний точно вимірювати потрібний діапазон температур.

Відстань та особливі вимоги: розгляньте відстань між пірометром та об'єктом, який ви хочете виміряти. Крім того, визначте будь-які особливі вимоги, які є унікальними для вашого промислового вимірювального застосування, які можуть вплинути на вибір відповідного пірометра.

Вибір пірометра: Знаючи свої вимоги щодо вимірювань, виберіть правильний пірометр. Пам'ятайте, що доступні різні варіанти, кожен із яких має різні конфігурації, придатні для конкретних промислових застосувань. Розгляньте можливість звернення за допомогою до фахівця, який може надати експертні знання та рекомендації щодо вибору найбільш відповідного пірометра для ваших потреб.

Правильне встановлення: Встановлення системи пірометра потребує досвіду спеціаліста для забезпечення правильного та надійного монтажу. Важливо усунути будь-які потенційні джерела вібрацій, які можуть вплинути на точність вимірювання температури. Правильне вирівнювання пірометра із цільовим об'єктом має вирішальне значення для отримання точних показань температури.

Інтеграція із системою управління підприємством: Система пірометра має бути інтегрована із системою управління підприємством для забезпечення постійного моніторингу. Підключіть пірометр(и) до системи управління і налаштуйте його для отримання сигналу пірометра. Ця інтеграція дозволяє системі керування використовувати вимірювання температури для ефективного керування процесом.

Які основні характеристики безконтактного пірометра ІЧ типу від AST?

Безконтактний ІЧ-пірометр AST дуже універсальний, відмінно працює при температурах від низьких до дуже високих (від 0 до 3000 ° C). Він дуже швидкий, видаючи точні показання температури лише за мить. Завдяки зручному лазерному покажчику ви можете легко націлитись саме на те місце, яке хочете виміряти. Крім того, він підключається багатьма способами, включаючи USB, Bluetooth та послідовні порти, тому ви можете використовувати його з різними пристроями. Навіть при вимірі температури у складних ситуаціях, таких як плазма, цей пірометр робить все правильно, використовуючи спеціальну світлову хвилю, щоб гарантувати точність показань.

Часті запитання

Яка роль пірометричної системи у виробництві вирощених у лабораторії алмазів?

У виробництві вирощених у лабораторії алмазів пірометрична система схожа на розумний термометр. Вона ретельно вимірює наскільки нагріваються предмети, що дуже важливо для виробництва алмазів у лабораторії. Це допомагає гарантувати, що алмази ростуть правильно, підтримуючи ідеальну температуру протягом усього процесу. Це як випічка торта: вам потрібне правильне тепло, щоб отримати найкращі результати!

Навіщо використовувати пірометр для вимірювання температури?

Використання пірометра для вимірювання температури дуже корисне, оскільки він може вимірювати тепло, не торкаючись об'єкта, що перевіряється. Це чудово підходить для дуже гарячих або важкодоступних місць. Пірометри дають швидкі та точні показання, що робить їх ідеальними для робіт, де вам потрібно швидко та безпечно дізнатися температуру.

Якими є переваги використання безконтактних приладів для вимірювання температури, таких як пірометри?

Безконтактні прилади для вимірювання температури, такі як пірометри, мають кілька переваг. Вони можуть швидко реєструвати температуру протягом часток секунд. Вони не впливають на температуру та матеріал об'єкта, що робить їх придатними для вимірювання високих температур (наприклад, до 3000 °C). Вони вимагають меншого обслуговування, що призводить до тривалішого терміну служби. Вони можуть вимірювати температуру об'єктів, що рухаються, або фізично недоступних об'єктів, таких як високовольтні деталі та об'єкти з великою відстанню вимірювання. Крім того, немає ризику забруднення або механічної дії на поверхню об'єкта.

Чому пірометри використовуються у багатьох галузях промисловості?

Пірометри використовуються в багатьох галузях промисловості, оскільки вони можуть вимірювати температуру без необхідності безпосереднього контакту з об'єктом, що вимірюється.

Яку роль грає температура у промислових процесах?

Температура відіграє у деяких промислових додатках. Точне вимірювання температури під час процесу може стати вирішальним чинником між успіхом та невдачею у ході виконання.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник пірометрів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/pirometry