Как выбрать пирометр?

30.03.2016

Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.1

Поток инфракрасного излучения, испускаемый объектом, попадает в оптическую систему, где диафрагмируется и фокусируется на приемник излучения, находящийся в фокусе оптической системы. Приемник излучения преобразует мощность падающего на него потока инфракрасного излучения в электрическое напряжение пропорциональное спектральной плотности мощности потока излучения. Узел обработки преобразует сигнал с приемника излучения, в соответствии с номинальной статической характеристикой преобразования, в вид, удобный для индикации.

 

История создания.

История пирометра начинается с изобретения Pieter van Musschenbroeck (1692 — 1761).
Под термином “пирометр” подразумевались приборы для измерения температуры визуально, по цвету и яркости раскаленного объекта.

В настоящее время появились инфракрасные радиометры, измеряющие достаточно низкие температуры (00, C и даже ниже).
Развитие современных пирометров началось с середины 60-х годов прошлого столетия и продолжается до сих пор. Именно в это время были сделаны важнейшие физические открытия, позволившие начать производство промышленных пирометров с высокими потребительскими характеристиками и малыми габаритными размерами. Первый портативный пирометр был разработан и произведен американской компанией Wahl в 1967 году. Пирометр был основан на принципе построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии.

 

Сферы применения.

Стационарные пирометры отличаются высокой точностью, сложным управлением и большими размерами. Такие пирометры используются для контроля производственных процессов в металлургии, нефтехимии, целлюлозно-бумажной промышленности и т.д. Выделяют отдельный класс автомобильных стационарных пирометров для контроля технологических процессов на автомобильных заводах.

Портативные пирометры имеют более широкую сферу применения. Они используются в таких областях, как:

  • Металлургия - бесконтактный контроль над такими металлургическими процессами, как ковка, прессовка, правка и пр.
  • Электроэнергетика - оценка состояния линий электропередач, трансформаторов, радиаторов и изоляторов и т.д.
  • Теплоэнергетика - температурный контроль теплотрасс, определение мест нарушения теплоизоляции, проверка качества теплоизоляции помещений и т.д.
  • Наука - при проведении лабораторных исследований активных веществ в агрессивных средах, а также в тех случаях, когда контактный способ измерения температуры может нарушить чистоту эксперимента.

 

Классификация:

Пирометры делятся на:

  • Односпектральные. Данный вид приборов принимает излучение только в одном спектральном диапазоне.
    Односпектральные приборы в свою очередь подразделяются на радиационные (мощность теплового излучения переводится в температуру) и яркостные (в диапазоне красного света измеряются яркости эталонного объекта и объекта измерения).
  • Мультиспектральные. Также их называют цветовыми или пирометрами спектрального отношения. Данные пирометры устанавливают температуру на основе итогов сопоставления излучения в разных спектрах.

По исполнению Пирометры делятся на:

  • Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно имеют небольшой дисплей, отображающий графическую, текстовую, цифровую информацию.
  • Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности, для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.

 

На что обратить внимание при выборе пирометра?

  • Измеряемый диапазон температур.
    При выборе пирометра следует выбрать температурный диапазон, наиболее соответствующий диапазону измерений.
    Значения измеряемых температур должны быть близки к середине диапазона измерений пирометра.
  • Спектральная чувствительность.
    Спектральный диапазон пирометра характеризует ширину охватываемого инфракрасного спектра.
    Пирометр должен работать на той длине волны, которая является максимальной при определении температур в технологическом процессе.
  • Прицел.
    Оптический прицел применяется для измерения на больших расстояниях, при прямом солнечном освещении, а также для измерений высокотемпературных объектов.
    В остальных случаях лазерного прицела будет вполне достаточно.
  • Оптическое разрешение (показатель визирования).
    Важный критерий выбора пирометра. Данный критерий учитывает диаметр зоны измерения температуры (измеряемое пятно).
    Показатель визирования – отношение диаметра пятна контроля прибора на объекте измерения к расстоянию до объекта и обозначается D:S. Тестируемый объект должен полностью попадать в диапазон зрения пирометра. Выбор оптического разрешения полностью зависит от реального размера объекта и расстояния, на котором возможны данные измерения.  Для большинства измерений подойдут пирометры с оптическим разрешением 1:10 – 1:40. При термометрии сильно нагретых объектов, небольших объектов на большом расстоянии – более точные результаты будут достигнутыми с пирометрами с показателем визирования 1:50 – 1:180.
  • Одноцветный или двухцветный пирометр?
    Двухцветные пирометры наиболее эффективны в случаях, когда измеряемый объект имеет небольшие размеры и температура сильно превышает фоновую, либо объект измерения подвижен, частично не попадает в поле зрения прибора и при часто изменяющемся значении температуры.
    В остальных случаях одноцветного прибора вполне достаточно.
  • Сигнализация минимум/максимум.
    Позволяет установить максимальный и минимальный пределы температуры, при выходе за которые срабатывает звуковая или визуальная сигнализация на приборе.
  • Обработка результатов измерений.
    В зависимости от моделей пирометры позволяют выводить результат на дисплей, запоминать, передавать на компьютер.

_________________________
1 http://ru.wikipedia.org

Вернуться в Статьи