Пирометры для измерения температуры: одноцветные и двухцветные модели, оптоволоконные бесконтактные приборы

Пирометры и принцип их работы

Изначально под пиротермометрами (пирометрами) для измерения температуры бесконтактным методом подразумевались приспособления, предназначенные для определения теплового состояния сильно нагретых предметов визуально, по яркости и цвету.

Со временем эти приборы претерпели качественные изменения. Появились инфракрасные радиометры, которые могут диагностировать не только высокие, но и достаточно низкие (от 0º С и ниже) температуры.

Они определяют мощность излучения тепла объектом в зоне инфракрасных электромагнитных волн и видимого света.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом принято классифицировать как:

• оптические – определяют температуру разогретого тела визуально, без вспомогательных устройств, сравнивая его цвет с цветом нити эталона;
• цветовые или мультиспектральные — определяют температуру методом сравнения теплового излучения тела в различных спектрах;
• радиационные – используют пересчитанный показатель мощности теплового излучения для определения температур. Пирометры, производящие измерения в пределах широкой полосы спектральных излучений, называются пирометрами полного излучения.

Тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, являются источником тепла.

Оптические (яркостные) пирометры дистанционно определяют температуру сильно нагретых (до свечения) объектов, ориентируясь на их тепловое излучение в видимой части спектра.

Оптическая часть этих приборов состоит из телескопа с объективом и окуляра. Перед окуляром находится красный световой фильтр. Вольфрамовая нить лампочки термометра расположена в фокусе объектива.

Степень нагрева объекта сообщает определённый цвет его излучению, что и даёт возможность диагностировать тепловое состояние объекта путём сравнения цвета его излучения с цветом накала нити в окуляре прибора.

Такими пирометрами, в основном, пользуются для измерения температур тел от 300ºС до 6000ºС, хотя для этого метода верхний предел не ограничен.

Принцип действия цветовых (мультиспектральных) пирометров основан на сравнении количества энергии излучения двух узких монохроматических видимых участков спектра.

В отличие от оптических, показатели цветовых аппаратов практически не зависят от колебаний коэффициента излучающих возможностей тел, зависящих от их температуры, состава и качества поверхности.

Наиболее интересными на сегодняшний день являются цветовые пирометры на фотоэлементах.

Если вас интересует покупка инфракрасных пирометров то советую обратить внимание на компанию Конрад, одного из лидеров измерительной электроники.

Самыми широко используемыми аппаратами в сфере пирометрии являются инфракрасные пирометры или радиометры, в которых взят за основу метод радиационной пирометрии. Они более чувствительны, хотя менее точны, находят все длины волн видимого света. Их технические характеристики определяются:

• оптическим разрешением;
• диапазоном определяемых температур;
• измеряемым разрешением;
• быстротой действия;
• точностью измерений;
• коэффициентом излучения (переменный – фиксированный);
• способом нацеливания (прицел оптический или лазерный).

Чтобы получить точную величину теплового состояния исследуемого объекта, пользователь должен всего лишь навести аппарат на объект и нажать на кнопку. Тепловой луч фокусируется системой при помощи оптики и попадает на первичный термический конвертер.

Электрический сигнал, который образуется на выходе, пропорционален температуре исследуемого объекта.

Изменённый в электронном преобразователе (вторичном термическом конвертере), этот сигнал обрабатывается измерительно-счётным устройством и подаётся в виде цифрового результата на дисплей.

Если диаметр пятна измерительного прибора меньше измеряемого предмета, то расстояние до объекта не влияет на точность измерений.

Когда же диаметр пятна превосходит величину объекта, прибор может принимать излучения окружающих предметов, что снижает результативность его температурных показателей.

Визуализация температурных величин может выражаться в текстово-цифровом варианте, когда на дисплей выводятся показатели температуры в градусах, и графическим методом, когда элемент наблюдения виден в разложенном спектре температур (высокой, средней и низкой), выраженных различными цветами.

Бесконтактные пирометры различают по температурному диапазону на низко- и высокотемпературные.

Низкотемпературные предназначены для измерения температур тел даже в области отрицательных значений.

Высокотемпературные бесконтактные термометры используются в случаях, когда накал сильно нагретых предметов нельзя оценить «на глаз». Их возможности сильно смещены в сторону верхних границ измерений.

Пирометрия в нашей жизни

Современное производство контрольно-измерительных приборов может предложить покупателю пирометры для измерения температуры бесконтактным методом — стационарные и переносные.

Переносные пирометры часто предназначены для работы в тяжёлых промышленных и климатических условиях. Они обладают большим оптическим разрешением, что даёт возможность мониторинга теплового состояния объектов величиной от 5 мм.

Пиротермометры переносные могут использоваться в любой промышленной сфере, как для контроля температуры, так и для отслеживания сложных технологических циклов, связанных с определёнными температурными режимами.

Как правило, датчики стационарных пиротермометров имеют выход на ПК.

Обычно их применяют:

• в тепловой энергетике;
• в электроэнергетике;
• на железнодорожном транспорте;
• в пожарной безопасности и контроле;
• в лабораторных исследованиях;
• с целью сканирования холодных и горячих точек;
• для контроля температур труднодоступных для человека объектов;
• для определения температур объектов, пребывающих в движении;
• в мониторинге систем кондиционирования, вентиляции и отопления.

Стационарные пирометры предназначены для эксплуатации в крупной промышленности, с целью непрерывного контроля за технологическим процессом в производстве металлов и пластиков. Их устанавливают там, где трудно или невозможно использовать контактные датчики температуры по соображениям безопасности персонала.

Областью их применения являются:

• металлообработка;
• металлургия, сталелитейное производство;
• нефтеперерабатывающая отрасль;
• керамическое и стекольное производство;
• производство цемента.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом в теплоэнергетике необходимы для точного и быстрого измерения температур в местах, где неэффективны другие способы измерений.

В электроэнергетике эти аппараты применяют для оценки нагрузки на кабельные линии, трансформаторы, качества теплоизоляции бойлеров, котлов, с целью контроля за пожарной безопасностью. Используют их также для контроля за температурой букс, важных узлов грузовых и пассажирских вагонов на железной дороге.

В строительстве пирометры определяют порывы в теплоизоляционных оболочках на теплотрассах, потери тепла в зданиях.

Способность пирометров реагировать на изменения инфракрасных излучений успешно используется для охраны зданий в датчиках движения.

При грузоперевозках они осуществляют контроль за хранением пищевых продуктов.

Благодаря компактности, удобству в эксплуатации и невысокой стоимости пиротермометры нашли своё место даже в быту. С их помощью можно измерить температуру тела, степень нагрева приготовляемых блюд, кухонной посуды.

Применяются достижения пирометрии и в космонавтике с целью контроля за опытами.

Источник: https://proinstrumentinfo.ru/pirometry-dlya-izmereniya-temperatury-beskontaktnym-metodom/

Пирометры (бесконтактное измерение температуры)

Источник: https://www.electronpribor.ru/catalog/pirometry-beskontaktnoe-izmerenie-temperatury/

echome.ru

Одной из разновидностей пирометров – термометров, предназначенных для бесконтактных замеров температуры поверхности исследуемого тела без применения дополнительного оборудования, — является оптический пирометр (или пирометр визуальный с исчезающей нитью).

Инструменты этого класса измерительных приборов работают на визуальном сравнении интенсивности монохроматического излучения, которым обладает практически любой объект и интенсивности принятой за эталон пирометрической лампы накаливания. Оптические пирометры повсеместно используются для температурных замеров в видимой области спектра и находят свое применение:

• в тяжелой и металлургической промышленности;
• в диагностических службах электрооборудования и сервисных автомобильных центрах;
• при транспортировке и хранении пищевых продуктов и медикаментов;
• в научных и лабораторных исследованиях для практической термометрии;
• в общестроительных и специализированных инженерных процессах.

Одно из основных достоинств использования оптических пирометров: отсутствие воздействия измеряющего инструмента на температурное поле предмета излучения, поскольку в ходе производимого диагностирования не предусмотрен их прямой контакт друг с другом.

Типы и классификация

Можно вывести следующее подразделение оптических пирометров по нескольким признакам:

1. Диапазон измеряемых температур:

• низкотемпературные (начиная с отрицательных температур тела излучения);

• высокотемпературные (от +400°С и выше).

• мобильные (переносные) — хорошие подвижные качества такого инструмента дают возможность температурной оценки труднодоступных объектов;
• стационарные – монументальное исполнение прибора позволяет использовать его для непрерывного контроля технологических процессов в отраслях крупной промышленности.

1. По способу отображения полученной информации:

• текстово-цифровые с выводом измеряемых величин в градусах;
• графические — со спектральным разложением выделенных различным цветом областей низких, средних и высоких температур.

Конструктивные особенности и основы использования

Ключевыми элементами любого бесконтактного термометра являются:

• телескоп-преобразователь, в фокусной плоскости которого создается изображение обследуемого предмета; на этом же фокальном уровне находится ламповая нить из вольфрама. Две диафрагмы обеспечивают постоянство и предельность входных и выходных угловых показателей телескопической системы, а стеклянный красный световой фильтр монохроматизирует визуальный лучевой пучок, наблюдаемый оператором.
• измерительное устройство: в стационарных инструментах общепромышленного назначения в этом качестве служит показывающий милливольтметр или миллиамперметр с проградуированной отсчетной шкалой. В образцовых пирометрических моделях повышенной точности измеряющим приспособлением выступает потенциометр, гарантирующий минимальную погрешность замеров.

• источник питания (аккумуляторный элемент или батарейка).

Надёжность работы бесконтактных термометров оптического типа обуславливается стабильностью параметров эталонной лампы и точности показаний измеряющего устройства.

Накал нити зависит от силы протекающего по ней электротока, регулируемого реостатом. Наблюдатель через окуляр телескопа видит нить и совмещенное с ней изображение объекта излучения. Ток регулируется реостатом до тех пор, пока визуальная яркость эталонной нити не станет такой же, как яркость изображения тела: в этот момент нить, наложенная на изображение, исчезает.

Нижний предел измерений зависит от глаза человека и ограничен показателем яркости, слишком слабой для наблюдения, верхний является границей приемлемого для глаза значения яркости (примерно 1200-1300°С).

Наиболее популярные модели

ЭОП-66

Рассчитанный на измерение температурных показателей поверхностей тел в  интервале +900…+10000°С, пирометр ЭОП-66 используется при проведении научных и лабораторно-исследовательских работ.

Эта модель оборудована телескопом, состоящим из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив обладает расстоянием фокусировки 25,4 см, оптическое разрешение пирометра составляет 3:1. Конструкция прибора содержит три патронные лампы, которые в процессе работы поочередно вводятся в поле зрения оператора.

Пирометр оптический ЭОП-66 относится к приборам стационарного типа: его телескоп закрепляется на основании и имеет плавный ход в горизонтальной плоскости.

Кельвин ИКС 4-20

Недорогой высокоточный пирометр Кельвин ИКС 4-20 имеет универсальный диапазон определяемых температурных показателей: -50…+350°С, показатель визирования 1:5, высокое быстродействие – 0,2 с. Использование инструмента предусмотрено в спектральном диапазоне 8-14 мкм.

Компактные габаритные размеры 17х17х22 см и посадочное гнездо крепления объектива М12 делают возможным использование пирометра в качестве как мобильного, так и стационарного устройства.

Заявленный производителем класс защиты корпуса IP65 (полная пыленепроницаемость и защита от сильных водяных струй) позволяют применять данную модель в сложных производственных и строительно-промышленных средах.

С-700 «Стандарт»

Этот бесконтактный термометр предпочтителен для использования в качестве инфракрасного детектора температурного значения поверхностей твёрдых и сыпучих объектов, а также расплавленных и текучих материалов различного рода бесконтактным методом.

Сферы применения: строительство, промышленность и производства, металлургия.

Диапазон замеряемых температурных значений +700 … + 2200°С относит данный пирометр к классу высокотемпературных устройств. Два варианта выходного интерфейса (аналоговый выход 4…20 мА или цифровой RS-485) расширяют возможности взаимодействия с внешними носителями.

Купить оптический пирометр можно в приемлемой для любого бюджета ценовой категории, средняя стоимость такого прибора составляет 6000-30000 рублей.

Видео по теме

Источник: http://echome.ru/opticheskij-pirometr.html

Ооо «сиб контролс»

В настоящее время существует шесть типов инфракрасных пирометров для измерения температуры дистанционным методом, с различными вариантами длин волн, температурными режимами, оптическими конфигурациями и аксессуарами для достижения максимальной точности измерений практически для любого промышленного применения.

Двухцветные (TC)

Двухволновые (DW)

Многоволновые (MW и MWx )

Уточнить текущую цену и купить промышленные стационарные пирометры Вы можете, обратившись к нам по контактным координатам, указанным на странице Контакты или заполнив контактную форму «Написать нам», расположенную справа на текущей странице данного сайта.

Источник: https://sibcontrols.com/ru/promyshljennyje_stacionarnyje_piromjetry

Пирометры Инфракрасные (одноцветные)

Принцип
действия традиционных инфракрасных
пирометров
основан на измерении абсолютного
значения излучаемой энергии одной волны
в инфракрасном спектре. На сегодня это
относительно недорогой бесконтактный
метод измерения температуры.

Данные
пирометры
могут наводиться на объект с любой
дистанции и ограничены лишь диаметром
измеряемого пятна и прозрачностью
окружающей среды, они идеальны для
переносных моделей, и поэтому могут
работать по принципу «навел и
выстрелил».

К их существенным
недостаткам можно отнести чувствительность
к загрязненности окружающей среды, что
ограничивает их применение в запыленных,
задымленных или влажных средах. На их
показания также могут влиять сильные
электромагнитные поля, поэтому их
использование, например, рядом с
индукционными нагревательными установками
не желательно.

Они также могут серьезно
«врать» при измерении температуры
поверхности объектов, переходящих во
время технологического процесса из
одного физического состояния в другое,
когда у поверхности изменяется показатель
черноты. К примеру, такое происходит во
время разливки металла, когда материал
переходит из жидкого состояния в твердое.

Инфракрасные
термопары
Практически
такими же характеристиками обладают
инфракрасные термопары. Однако
принципиальная разница между ними – в
преобразовании сигнала.

Если инфракрасный
пирометр
использует для преобразования помимо
силиконовых или тонкопленочных
детекторов, еще и различную электронику
для усиления, линеаризации и преобразования
сигнала, то инфракрасная термопара лишь
преобразует световое излучение в
нелинейный термопарный сигнал.

Простота
в исполнении и отсутствие электроники,
позволяет найти уникальное применение
и этим устройствам. Главное их достоинство
– это низкая цена и совместимость с
измерительной аппаратурой (самописцами,
измерителями, регуляторами и пр., имеющими
аналоговый термопарный вход, как правило
ХА).

Кроме того, максимальная температура
их эксплуатации немного выше, чем у
других устройств в виду отсутствия
электроники. Они также могут применяться
в трудно доступных и удаленных местах
благодаря небольшим габаритам и
минимальным ограничениям к длине
термокомпенсационного кабеля. Серьезными
минусами инфракрасных термопар является
широкий спектральный диапазон и довольно
высокая погрешность (2% и более).

Двухцветные пирометры

Двухцветные
пирометры
появились относительно недавно.

Принцип
их работы основан на измерении отношения
значений излучаемых энергий двух или
более волн в разных цветовых спектрах
(традиционные инфракрасные пирометры
измеряют абсолютное значение излучаемой
энергии одной волны и только в инфракрасном
спектре).

Применение более совершенной
технологии позволяет избежать влияния
пыли, дыма, газа и пара в окружающей
среде на показания пирометра, а также
исключить влияние изменения показателя
черноты объекта, например в случае с
разливкой металла. Такие пирометры
без проблем измеряют даже через запыленное
стекло экрана в печи.

Оптоволоконные пирометры

Оптоволоконные
пирометры
работают по такому же принципу как и
традиционные инфракрасные пирометры.
Разница состоит лишь в том, что световой
поток транспортируется к детектору по
оптоволоконному кабелю, который может
быть изогнут в произвольной форме.

Это
свойство позволяет проводить измерения
в труднодоступных местах или когда
измеряемая поверхность находится не в
прямом поле зрения.

Кроме того,
оптоволоконный кабель неподвержен
влиянию сильных электромагнитных полей,
устойчив к большим давлениям или вакууму,
а также имеет максимальную температуру
эксплуатации до 200 °C. Одновременным и
плюсом и минусом оптоволоконных
пирометров
является фиксированный фокус.

Спектральный
диапазон
Одной
из главных характеристик пирометра
является спектральный диапазон, иными
словами те длины световых волн, которые
он способен «видеть». Любой тип
материала излучает волны определенной
длины. Если температура материала
повышается, длина волны сокращается, и
наоборот.

Отражающие металлические
поверхности имеют короткую длину волны,
а неотражающие неметаллические –
длинную. Поэтому признаку модели
пирометров
условно можно разбить на две группы:
общего назначения с длиной волны 8-14 или
6-14 микрон, и специализированные под
конкретный материал измеряемой
поверхности.

Пирометры с длиной волны
8-14 или 6-14 микрон измеряют температуру
так называемых «черных» и «серых»
поверхностей, не попадающих под
определение «отражающие или
металлические». Это текстиль, пищевые
продукты, резина, толстый непрозрачный
пластик, картон, дерево, краска, земля,
камень и т.д.

Пирометры с таким спектральным
диапазоном могут применяться для
контроля температуры кабелей и контактов
в энергетике, в процессах печати и
нанесения краски в полиграфии, контроля
износа механических частей на транспорте
и пр. Данные пирометры
не могут использоваться для измерения
температуры, к примеру, стекла или
металла, поскольку длина волны данных
материалов лежит вне их диапазона.

Тем
не менее, измерить температуру
металлической или отражающей поверхности
пирометром
общего назначения иногда возможно. Для
этого на измеряемый участок достаточно
нанести слой темной краски или любой
другой материал, имеющий длину волны
8-14 микрон. Все применяемые пирометры
также можно разбить на два типа:
узкоспектральные и широкоспектральные.

Так пирометры, имеющие спектральный
диапазон, например, 2-20 являются
широкоспектральными, а 0,9-1,05 –
узкоспектральными. Узкий спектральный
диапазон позволяет пирометру
«не видеть» световые волны излучаемые
поверхностями других объектов или
окружающей средой в поле зрения пирометра
и принимать излучение только того
материала, на который настроен диапазон.

Применение широкоспектральных пирометров
должно сопровождаться подготовительными
мероприятиями по предотвращению
попадания «чужого» излучения. К
примеру, такой пирометр
желательно поместить в трубу или конус
с неотражающим покрытием внутренней
части, а саму трубу или конус максимально
подвести к измеряемой поверхности.

Температурный
диапазон
Второй
основной характеристикой пирометра
является диапазон температуры. Здесь
следует отметить, что порой не всегда
возможно измерить необходимую температуру
в нужном спектральном диапазоне.

К
примеру, нельзя измерить температуру
стекла при 30°С, поскольку световое
излучение в данном случае слишком слабо,
для того, чтобы его «увидел» пирометр.
Если же нагреть стекло до больших
температур, то начиная с 50°С, пирометр
уже сможет отслеживать температуру.
Кроме того, при выборе пирометра,
найдите как можно более узкий диапазон.

Показатель
визирования и тип фокуса
Следующие
характеристики пирометра
касаются его оптики. Это показатель
визирования и тип фокуса. Показатель
визирования определяется как отношение
расстояния между пирометром
и измеряемой поверхностью к диаметру
измеряемого светового пятна на этой
поверхности.

Обязательное правило –
размер пятна не должен выходить за
размер измеряемой площади. В противном
случае показания пирометра
будут не стабильными либо будет выдана
«ошибка», поскольку пирометр
рассчитывает среднюю температуру пятна.

Если Вы выбрали пирометр
с близким, стандартным или дальним
фокусом, то для того, чтобы подсчитать
диаметр пятна, разделите расстояние до
объекта на числитель показателя
визирования и умножьте на его знаменатель.
Например, вы выбрали модель пирометра
с показателем визирования 8:1 и хотите
знать диаметр измеряемого пятна на
расстоянии 2 м. Получаем: 2 : 8 х 1 = 0,25 м.

К
сожалению, но такой расчет дает не совсем
корректный ответ, так как порой, световые
лучи не всегда пропорционально расходятся
под определенным углом. Например, как
это часто бывает в случае с близким
фокусом, лучи от пирометра сначала
сходятся, а потом расходятся.

В таком
случае, Вам либо предоставляется
диаграмма фокуса, либо сообщается
расстояние до измеряемой поверхности,
при котором диаметр пятна является
минимальным. Если Вы выбрали пирометр
с фиксированным типом фокуса , то здесь
рассчитывать не придется.

Показатель
визирования у пирометров с фиксированным
фокусом означает, что вы обязаны
разместить пирометр
на указанном в показателе расстоянии,
а не там где Вам того, захочется. К
примеру, если показатель визирования
у пирометра
с фиксированным фокусом 203:6,9 мм, это
значит, что пирометр должен находиться
на расстоянии 203 мм от измеряемой
поверхности, и никак не ближе, и никак
не далее. Размер измеряемого пятна при
этом составит 6,9 мм.

Показатель
черноты (коэффициент излучения) Еще одна очень важная характеристика
пирометра – показатель черноты. Этот
коэффициент показывает на сколько
отличается измеряемая поверхность от
идеально черной, равной 1. Соответственно
и показатели черноты различных материалов
могут находиться в диапазоне от 0,01 до
0,99.

К примеру, большинство органических
материалов имеют показатель черноты
равный 0,95, в то время как металлы – 0,20
и менее. Для того, чтобы определить
показатель черноты конкретного материала,
существует два метода. Первый, это найти
показатель черноты по специальной
таблице черноты материалов.

В ней
рассчитаны показатели черноты большинства
существующих материалов. Однако следует
учесть, что данные приведенные в таблице
рассчитаны опытным путем для идеальных
поверхностей, и не могут учитывать
коррозию, окисление или неоднородность
поверхности на практике. Существует и
второй способ.

Докупив
переносную поверхностную термопару,
пользователь сможет более точно подбирать
данный показатель. На некоторых дешевых
моделях пирометров показатель черноты
является неизменяемым и предустановлен
на значении 0,95.

Показатель
инерции
Показатель
инерции характеризует скорость измерения.
У представленных в каталоге моделей
данный показатель может достигать 25
мсек – скорость абсолютно недостижимая
контактными средствами измерения
температуры. Следует также учесть, что
первое измерение пирометр
как правило делает в два раза медленнее,
чем последующие.

Погрешность
Все
приведенные в каталоге значения данного
показателя рассчитаны в лабораторных
условиях на абсолютно черных телах и
не учитывают практические реалии. Самыми
точными являются двухцветные пирометры.

Разрешение
и дисплей
Большинство
пирометров
имеют разрешение 0,1°C при температурах
до 99,9 °C, и 1°C — при температурах от 100°C
и выше. У дешевых моделей дисплей как
правило однострочный, у средних и дорогих
— многострочный. Практически все дисплеи
имеют подсветку.

Прицелы
Наиболее
удобное средство для наводки на измеряемую
поверхность. Лазерных прицелов существует
несколько типов: «точка», «окружность»
и «двойной». В некоторых моделях,
к примеру, может быть и «точка», и
«окружность».

Основное отличие –
в дальности наведения: «окружность»
наводится на поверхности с расстояний
до 7,5 м, «точка» и «двойной» –
до 20-30 м. «Окружность» также
приблизительно очерчивает площадь
измеряемого пятна.

Основное использование
оптических прицелов – высокие температуры
свыше 1200 °C, поскольку на ярких и светящихся
поверхностях лазерный луч не виден.

Типы
выходов и программное обеспечение
Часть
моделей пирометров
имеют следующие аналоговые выходы:
термопарный типа J или K, 4-20 мА, 0-5 В. Более
дорогие модели могут иметь стандартный
дискретный дву- или однонаправленный
выход RS-232, RS-485 или TTL для связи с
компьютером.

В зависимости от типа
выходов модели могут иметь разные
модификации. Программное обеспечение
поставляется в зависимости от модели
пирометра
как бесплатно, так и платно. Единственным
условием является наличие у модели
пирометра выхода RS-232 или TTL.

Программное
обеспечение позволяет отслеживать
температуру и строить графики в реальном
времени, вести архивацию данных,
устанавливать срабатывание аварийных
сигнализаций, конвертировать архивные
данные в текстовый формат или в формат
MS Excel.

Сигнализация
мин/макс
Функция,
позволяющая установить заданное
максимальное или минимальное значение,
за пределами которого срабатывает
звуковая либо визуальная сигнализация
на пирометре. У стационарных моделей
это также может быть релейный выход на
аварийную сигнализацию.

Память
значений
Означает
наличие у пирометра электронной памяти
последних значений измерения температуры.
Стандартное количество запоминаемых
значений 12 или 100.

Практически все
переносные модели имеют функцию вызова
последнего значения или его задержки
на ЖКИ дисплее, память минимального и
максимального значений.

Модели среднего
ценового диапазона и выше могут также
рассчитывать среднее значение и вычислять
разность между двумя последними
значениями.

Функция
логгера
Позволяет
работать пирометру
в режиме самописца с предустановленным
временем старта и интервалом записи.
Если таковая функция отсутствует у
пирометра, ее можно решить с помощью
программного обеспечения при работе
пирометра, подключенного к компьютеру
через RS232/RS485 порт.

Воздушная
очистка/охлаждение
Данный
аксессуар имеется только у стационарных
пирометров
и термопар.

Наличие данного аксессуара
обязательно при использовании пирометра
в загрязненных атмосферах. Единственное
требование – подаваемый воздух должен
быть чистым.

Корпус
для водяного охлаждения
Представляет
собой металлический корпус, в который
помещается сенсор стационарного
пирометра или термопары. В полые стенки
корпуса подается охлаждающая вода.

Питание
Переносные
пирометры,
как правило, оснащены батарейками 9 В,
более дорогие модели — аккумуляторами.
Стационарные инфракрасные пирометры
в основном используют питание 12-24 В
20…

500 мА. Инфракрасные термопары не
требуют подающего питания (работают по
такому же принципу как и обычные
контактные термопары). Стационарные
пирометры комплектуются различными
видами источников питания.

Источник: https://studfile.net/preview/709936/page:5/

Пирометры. Виды и устройство. Измерения и применение

Пирометры это приборы для определения температуры объекта бесконтактным методом. Особенностью пирометра является его невысокая стоимость. Чтобы измерить температуру объекта, необходимо направить на него прибор, в результате определяется его температура.

Виды

Пирометры классифицируются по определенным признакам, и разделяются на основные виды.

По основному принципу действия:

• Оптические устройства, действующие в диапазонах спектра видимого света и инфракрасных невидимых лучей.

1 — Объектив 2 — Ослабляющий светофильтр 3 — Лампа 4 — Нить накаливания лампы 5 — Милливольтметр 6 — Реостат 7 — Движок реостата 8 — Монохроматический светофильтр 9 — Окуляр 10 — Кольцевая рукоятка реостата

11 — Рукоятка прибора

Принцип его работы основан на сравнении яркости излучения объекта с яркостью нити, излучение которой заранее известно. Луч света от нагретого объекта по объективу попадает в прибор. Далее по окуляру наблюдатель видит и сравнивает яркость объекта с яркостью нити температурной лампы.

Такое сравнение производят в монохроматическом свете, который создает специальный светофильтр. Нить накаливается от аккумулятора, ее накал регулируют реостатом. Температуру определяют по показанию милливольтметра пирометра, который имеет градуировку в градусах соответственно накалу нити.

• Радиометры (инфракрасные), применяющие радиационный способ для ограниченного интервала инфракрасных лучей. Оснащаются лазерным указателем для обеспечения точности наведения.

1 — Объектив 2 — Диафрагма 3 — Лампа 4 — Медный кожух 5 — Корпус 6 — Светофильтр 7 — Окуляр 8 — Накал 9 — Милливольтметр

10 — Накал

Принцип их работы заключается в том, что тепловое излучение от нагретого объекта улавливается и фокусируется чувствительным элементом прибора, который соединен с термопарой. Прибор состоит из корпуса с объективом. Чувствительная часть пирометра выполнена в виде крестообразной платиновой пластины, к которой припаяны 4 спая термопар, выполненных в виде термобатареи.

При охлаждении или нагревании чувствительного элемента нагреваются и эти термопары. Термопары и платиновая пластина находятся в стеклянной лампе, закрытой медным кожухом, в котором есть отверстия для тепловых лучей, проходящих на чувствительный элемент. По цоколю лампы отведены концы термопар и подключены к клеммам.

При наведении пирометра необходимо добиться того, чтобы объект оказался в телескопе и закрыл поле зрения. Четкость изображения достигают передвижением окуляра. Для предохранения глаза человека от яркого света пользуются светофильтром. Он передвигается ручкой, находящейся возле клемм.

Оптические устройства также разделяют:

• Цветовые, мультиспектральные, действующие путем сравнения энергии яркости предмета с другими областями спектра. Они применяются минимум для двух исследуемых участков.
• Яркостные пирометры. Их называют устройствами с пропадающей нитью. Работа основана на сравнении излучения поверхности со значением излучения нити, по которой проходит электрический ток. Величина силы тока и является значением исследуемой температуры объекта.

По методу прицеливания пирометры разделяют:

• С лазерным прицелом.
• С оптическим наведением.

По виду коэффициента излучения:

• С постоянным коэффициентом.
• С переменным коэффициентом.

По методу перемещения:

• Переносные (мобильные), применяемые на производственных участках, где необходима мобильность измерений. Предназначены для эксплуатации в тяжелых климатических и промышленных условиях. Имеют повышенное оптическое разрешение, что позволяет определять тепловое состояние предметов размером 5 мм. Переносные устройства применяются в различных сферах промышленности для измерения температуры и слежения за сложными технологическими процессами, которые связаны с соблюдением температурного режима.

• Стационарные пирометры, применяемые в тяжелой промышленности. Служат для постоянного контроля над процессом производства в литейном производстве металлов, а также изготовления пластиковых элементов. Их монтируют в труднодоступных местах, где нет возможности применить датчики температуры с точки зрения безопасности работников.

По рабочей температуре:

• Высокотемпературные (более +400 градусов). Служат для измерения высоко нагретых предметов.
• Низкотемпературные (до -30 градусов). Служат для исследования температуры тел при отрицательных величинах.

Устройство и работа

Температуру можно измерять различными устройствами, которые разделяют на контактные модели, и с дистанционным методом измерения. Пирометры относятся к приборам с дистанционным принципом действия.

Пирометр стандартного исполнения выполнен в виде пистолета. На нем имеется маленький жидкокристаллический индикатор, на котором выводится информация измеряемых параметров температуры.

Удобный корпус и панель управления, лазерное наведение и повышенная точность сделали популярным этот инструмент среди инженерно-технических работников. Дисплей прибора может быть цифровым или аналоговым. Для обеспечения необходимой точности измерения, диаметр поверхности излучения допускается не меньше 15 мм

В функции пирометра обычно включены:

• Визуальный и звуковой сигнал при достижении определенной границы измерения.
• Определение наибольшего и наименьшего значения среди серии замеров.
• Встроенная память для сохранения информации.

Инновационные модели пирометров оснащены USB выходом для передачи информации на внешний носитель или компьютер.

Работа пирометра заключается в идентификации тепловых волн, излучающихся от нагреваемой поверхности. Схема прибора изображена ниже.

1 — Измеряемый объект 2 — Тепловое излучение 3 — Оптика 4 — Зеркало 5 — Видоискатель 6 — Ось видоискателя 7 — Измерительно-счетное устройство 8 — Электронный преобразователь 9 — Корпус 10 — Кнопка

11 — Датчик

Тепловое излучение поступает на датчик пирометра через раструб. В датчике энергия тепла преобразуется в сигнал электрического тока. Мощность этого полученного сигнала имеет зависимость от температуры исследуемого объекта. Чем больше температура, тем большая величина тока возникает в датчике.

На многоцветном экране появляется проекция картинки от воздействия теплового излучения объектов, попавших в зону действия прибора.

С помощью параметров спектра определяют значение температуры и наглядно наблюдают ее динамическое изменение на поверхности материала.

Тепловизоры стали популярными для контроля функциональности отопления жилых домов, а также выявления мест утечки теплоносителя, находящегося в скрытой области.

Технические параметры

Функционирование пирометров сопровождается своими определенными параметрами, которые учитываются при выборе модели прибора, основные из таких параметров рассмотрим подробнее.

Оптическое разрешение

Этот параметр определяет площадь исследуемого предмета для измерения температуры, и зависит от угла обзора объектива прибора, чем больше угол обзора, тем больше возможная площадь исследования, с учетом удаленности до объекта.

Основным условием выполнения точного исследования является наведение прибора именно на измеряемую поверхность. Если захват площади будет больше, то температура определится с большой погрешностью. Оптическим разрешением называется величина отношения размера (диаметра) захвата пирометра к удаленности до объекта.

Этот параметр зависит от модели устройства и колеблется в значительных пределах: от 2:1 до 600:1. Показатель с более высоким разрешением относится к профессиональным пирометрам, используемым для измерения температуры поверхностей в промышленном производстве. Для бытовых условий вполне подойдут модели пирометров с оптическим разрешением 10:1.

Рабочий диапазон

Величина диапазона работы зависит от свойств датчика прибора. Чаще всего этот параметр находится в пределах -30 +360 градусов. Для бытовых нужд вполне подойдут любые виды пирометров, так как в системе отопления наибольшая температура теплоносителя не превосходит 110 градусов.

Точность

Эта величина показывает пределы колебаний температуры при измерении, и зависит от правильности настройки прибора. Средняя величина точности пирометров равна 2%.

Коэффициент излучения

Отношение мощности излучения тепла исследуемой поверхности к мощности излучения абсолютно черного тела называют коэффициентом излучения. Черные неблестящие предметы имеют коэффициент излучения, равный 0,95. Поэтому многие приборы дистанционного измерения температуры имеют настройки на эту величину.

Однако, при попытке измерения температуры предмета, выполненного из алюминия, и отполированного до блеска, величина температуры на экране прибора будет иметь большие отличия от действительной температуры.

Для обеспечения необходимой точности исследований температурного режима большинство приборов оснащают лазерной указкой, с помощью которой пятно света находится не в центре, а определяет оптимальную границу измерения.

Правила пользования

После покупки устройства следует тщательно изучить прилагаемую инструкцию. Правила применения прибора несложные. Неправильное пользование пирометром приведет к большой погрешности измерения, или к возникновению неисправностей.

Рекомендуется следовать некоторым правилам при применении этого устройства

• Включить прибор.
• Направить на исследуемую поверхность раструб.
• Лазерной указкой определить пределы измерений.
• После приведения прибора в рабочий режим на дисплее появится величина температуры. От конструктивных особенностей прибора зависит, будут ли сохранены данные в память пирометра или они заменятся следующими данными.

Обычный человек легко справится с практическим использованием пирометра.

Для фирм, монтирующих и проектирующих автономные отопительные системы, они стали необходимым прибором.

Сфера применения

Широкую популярность пирометры приобрели на производстве с наличием оборудования теплоэнергетики: паропроводы, теплотрассы, бойлеры, различные нагревательные устройства.

Нередко пирометрами пользуются в сфере электроэнергетике для измерения элементов в распределительных щитах, трансформаторах,кабелей и контактных соединений.

В металлургической отрасли такими приборами измеряют температуру прессов, станков, печей. В электронной промышленности его используют для замера уровня нагревания деталей и компонентов схем.

Автолюбители используют их для диагностики двигателя автомобиля. Другими сферами применения этого полезного прибора являются: определение нагрева электродвигателей, узлов транспортных средств, температуры при хранении пищевых продуктов.

При обследовании сооружений и жилых домов состояние функционирования отопления, кондиционирования и вентиляции, контроля холодильного оборудования пирометры являются незаменимыми помощниками.

Чаще всего пирометры применяются в особых случаях, среди которых можно назвать:

• Оперативное измерение температуры.
• Исследование объектов с низкой теплоемкостью.
• Контроль элементов, к которым запрещается прикасаться.
• Измерение нагрева миниатюрного объекта или его тонкого слоя на поверхности.
• Особый контроль параметров нагревания определенного механизма из-за важности технологического процесса.
• Контроль состояния элементов, функционирующих от электрической энергии, что часто используется на производстве.
• Контроль температуры движущегося объекта особенно эффективен с помощью пирометра, по сравнению с другими устройствами.
• Идентификация нагревания в труднодоступном месте или деталях, находящихся на значительном удалении. Пирометр поможет диагностировать необходимые параметры с необходимой точностью и на расстоянии.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/pirometry/