Как се подреждат и работят безконтактните термометри?

Безконтактните термометри или пирометри днес са удобни устройства за дистанционно измерване на температурата на различни предмети, течности или твърди вещества. Те се използват широко в електроенергийната промишленост за оперативен контрол на температурата на важни зони, в електроенергийната индустрия за осигуряване на пожарна безопасност, в лабораторни условия, в предприятия, в строителството за изчисляване на топлинните загуби, в ежедневието, в системите за сигурност и много други.

Първото подобно устройство е изобретено още през 1731 г. от холандския физик Питър ван Мушенбрук, а измерванията са направени визуално, беше възможно да се прецени температурата на зачервено тяло. Но съвременните видове пирометри значително разшириха сферата на приложение и дори може да се измери температурата, близка до нулата градуса по Целзий и по-долу. Принципът обаче остава като цяло същият - измерва се силата на топлинното излъчване, излъчвано от обекта, и от това се прави извод за неговата температура. Измерванията се извършват в инфрачервения и видимия спектрален диапазон.

През 1967 г. американската компания Wahl представи първия преносим пирометър, тъй като именно през 60-те години се правят най-важните научни открития, които поставят основата за развитието на индустриалните пирометри с достатъчно високи характеристики с малки размери. Принципът, основан на изграждането на сравнителни паралели, използвайки инфрачервен приемник, способен да определи количеството топлинна енергия, излъчвана от обекта, значително разшири обхвата на измерванията на температурата както за течни, така и за твърди тела.

В момента пирометрите са много популярни и се използват широко за безконтактно измерване на разстояние от температурата на обектите в ежедневието, в сектора на жилищните и комунални услуги, в предприятията, където се изисква контрол на температурата на различни процеси на етапите на производство и по време на работа на много устройства. Пирометрите позволяват безопасно измерване на температурата дори на горещо тяло, без да е необходимо физически контакт с него.

Пирометрите са оптични, радиационни и цветни. Първите позволяват визуално сравнение на цвета на нагрятото тяло с цвета на референтната нишка и по този начин определят неговата температура. Радиацията преизчислява силата на топлинното излъчване и може да измерва доста широк диапазон от температури. Цветът сравнява топлинното излъчване на обекта в различни спектри и след това изчислява неговата температура, такива пирометри също имат широк диапазон от измервания.

Всички пирометри могат също да бъдат разделени на ниска температура и висока температура. Ниската температура дори ви позволява да измервате температури под нулата, а високите температури имат висока горна граница на измерване.

Според вида на изпълнение пирометрите се различават по преносим и неподвижен. Последните се използват в големите промишлени предприятия за много прецизен и непрекъснат контрол на технологичния процес, например при производството на разтопена пластмаса и метали. Преносимите пирометри са популярни в ежедневието и като преносими термометри в различни индустрии, те ясно представят информация за температурата на дисплея в текстова или графична форма.

Устройството и работата на модерен инфрачервен пирометър могат да бъдат описани по следния начин. Топлинният лъч, получен от устройството, се фокусира от оптичната система и след това пада температурен датчик (това е първичният пирометричен преобразувател), на изхода на пирометричния преобразувател се получава електрически сигнал, чиято стойност е пропорционална на температурната стойност на изследвания обект. Сигналът, получен от сензора, след това преминава през електронния преобразувател (това е вторичен пирометричен преобразувател) и влиза в измервателното и изчислителното устройство и се обработва в него. Резултатът от изчислението се показва на дисплея, в най-популярните модели - под формата на числа.

Така че, за да получи точната стойност на температурата на повърхността на изследвания обект, потребителят трябва само да включи устройството, да го насочи към изследвания обект и да натисне бутона за стартиране. Резултатът от измерването ще бъде показан на дисплея под формата на числа или графично под формата на многоцветно изображение, където спектрално ниските, средните и високите температури ще бъдат подчертани в различни цветове.

Основни технически характеристики на пирометрите:

• оптична разделителна способност (налични са модели с разделителна способност от 2: 1 до 600: 1);

• измерен температурен диапазон (максимум - от -50 ° C до + 4000 ° C);

• разделителна способност на измерване - типичните стойности са 0,1 ° C или 1 ° C;

• точност на измерване (± 1,5% се счита за оптимална);

• скорост (съвременните пирометри изискват не повече от 1 секунда);

• излъчваемост - може да бъде персонализирана или фиксирана;

• метод на насочване - лазерно обозначение или оптично насочване.

Най-важните параметри на пирометрите са определяне на степента на чернотата на обекта и оптичната разделителна способност (индикатор на зрението) на устройството. Оптичната разделителна способност на пирометъра се характеризира със съотношението на разстоянието от пирометъра до повърхността на тялото към диаметъра на кръгло петно ​​върху повърхността на тялото (площта на точно измерване на температурата е ограничена от това петно), температурата на която се измерва.

Така че, ако се изискват измервания на температурата от късо разстояние, се използва пирометър с малка разделителна способност, например 4: 1, и ако се планират измервания от няколко метра, разделителната способност трябва да бъде по-голяма, за да не попадат чужди предмети в зрителното поле на устройството. Често пирометрите са оборудвани с лазерен обозначение на целта, за да насочат по-точно инструмента към изследвания обект.

Степента на чернота или излъчваемостта на материала характеризира отражателната способност на самия материал, температурата на която се измерва дистанционно с пирометър. За инфрачервения термометър, които са пирометрите, популярни днес, този индикатор е изключително важен. Той определя съотношението на енергията, излъчвана от изследваната повърхност, към енергията, излъчвана от напълно черно тяло при същата температура, а стойността на този параметър лежи в диапазона от 0 до 1. По този начин окислената стомана има чернота 0,85, а полираната - 0,075.

В много сайтове за онлайн търговия, както и в магазините за електроника, днес са широко представени преносими лазерно ориентирани пирометри, които са идеални за битови нужди, както и специални медицински пирометри за заместване на живачни термометри. За промишлени цели се използват по-точни и по-скъпи пирометри, които имат, наред с други неща, спомагателни средства за предаване на информация и възможност за свързване към компютър и специални устройства.

Вижте също: Температурни сензори - термистори