Hogyan vannak elrendezve és működve az érintésmentes hőmérők?

Az érintésmentes hőmérők vagy pirométerek manapság kényelmesek különböző tárgyak, folyadékok vagy szilárd anyagok hőmérséklete távoli mérésére. Az energiaiparban széles körben használják a fontos területek hőmérsékletének működési ellenőrzésére, az villamosenergia-iparban a tűzbiztonság biztosítása érdekében, laboratóriumi körülmények között, a vállalkozásokban, a hőveszteségek számításához szükséges építőiparban, a mindennapi életben, a biztonsági rendszerekben és még sok másban.

Az első ilyen eszközt 1731-ben fedezte fel Peter van Mushenbruck holland fizikus, és a méréseket vizuálisan végezték el. A hőmérsékletet egy vörös-meleg test színe alapján lehetett megítélni. A modern pirométerek típusai azonban jelentősen kibővítették alkalmazási területüket, és a hőmérsékletet akár nulla közelében is meg lehet mérni Celsius fok és az alatt. Az elv azonban általában ugyanaz maradt - megmérik a tárgyból származó hő sugárzás teljesítményét, és ebből következtetni lehet a hőmérsékletére. A méréseket az infravörös és a látható spektrumtartományban hajtják végre.

1967-ben az amerikai Wahl amerikai vállalat bevezette az első hordozható pirométert, mivel a 60-as években hajtották végre a legfontosabb tudományos felfedezéseket, amelyek megalapozták a kellően magas jellemzőkkel rendelkező, kis méretű ipari pirométerek fejlesztésének fejlődését. Az összehasonlító párhuzamok felépítésén alapuló elv, az infravörös vevő segítségével, amely képes meghatározni a tárgy által kibocsátott hőenergia mennyiségét, jelentősen kibővítette a hőmérsékleti mérések tartományát mind a folyékony, mind a szilárd testeknél.

Jelenleg a pirométerek nagyon népszerűek, és széles körben használják a tárgyak hőmérsékletének távolságoktól való érintkezésmentes mérésére a mindennapi életben, a háztartási és közművekben, a vállalkozásokban, ahol a gyártási szakaszban és sok eszköz üzemeltetésekor különféle folyamatok hőmérséklete szükséges. A pirométerek lehetővé teszik a forró test hőmérsékletének biztonságos mérését anélkül, hogy fizikailag érintkezni kellene vele.

A pirométerek optikai, sugárzási és színes. Az első lehetővé teszi a fűtött test színének vizuális összehasonlítását a referenciamenet színével, és ezáltal meghatározza annak hőmérsékletét. A sugárzás újratervezi a hőkibocsátás erejét, és meglehetősen széles hőmérsékleti tartományt képes mérni. A Szín összehasonlítja a tárgy hőkibocsátását különböző spektrumokban, majd kiszámítja annak hőmérsékletét. Az ilyen pirométerek széles mérési tartományt is tartalmaznak.

Az összes pirométert alacsony hőmérsékleten és magas hőmérsékleten is fel lehet osztani. Az alacsony hőmérséklet lehetővé teszi még a nulla alatti hőmérsékletek mérését, a magas hőmérséklet pedig a felső mérési határértékkel rendelkezik.

A végrehajtás típusa szerint a pirométerek hordozható és álló helyzetben különböznek egymástól. Ez utóbbiakat nagy ipari vállalkozásokban használják a technológiai folyamat nagyon pontos és folyamatos irányításához, például az olvadt műanyagok és fémek előállításához. A hordozható pirométerek népszerűek a mindennapi életben, és hordozható hőmérőkként különböző iparágakban egyértelműen szöveges vagy grafikus formában mutatják be a kijelzőn megjelenő hőmérsékleti információkat.

A modern infravörös pirométer készülékét és működését az alábbiakban lehet leírni. Az eszköz által fogadott hősugarat az optikai rendszer fókuszálja, majd ráesik hőmérséklet-érzékelő (ez az elsődleges pirometriai átalakító), a pirometrikus átalakító kimenetén elektromos jel jön létre, amelynek értéke arányos a vizsgált tárgy hőmérsékleti értékével. Az érzékelőtől kapott jel ezután áthalad az elektronikus jelátalakítón (ez egy másodlagos pirometrikus jelátalakító), és belép a mérő- és számolóberendezésbe, és feldolgozza benne. A számítási eredmény a kijelzőn jelenik meg, a legnépszerűbb modellekben - számok formájában.

Tehát ahhoz, hogy a vizsgált tárgy felületének hőmérséklete pontos értéket kapjon, a felhasználónak csak be kell kapcsolnia az eszközt, rá kell mutatnia a vizsgált tárgyra és meg kell nyomnia a Start gombot. A mérési eredmény a kijelzőn jelenik meg számok formájában vagy grafikusan többszínű kép formájában, ahol spektrálisan az alacsony, közepes és magas hőmérsékletek területei különböző színekkel vannak kiemelve.

A pirométerek fő műszaki jellemzői:

• optikai felbontás (2: 1–600: 1 felbontású modellek kaphatók);

• mért hőmérsékleti tartomány (maximum - -50 ° C-tól + 4000 ° C-ig);

• mérési felbontás - tipikus értékek 0,1 ° C vagy 1 ° C;

• a mérési pontosság (± 1,5% tekinthető optimálisnak);

• sebesség (a modern pirométereknek legfeljebb 1 másodpercre van szükségük);

• emisszióképesség - lehet egyéni vagy rögzített;

• célzási módszer - lézeres jelölő vagy optikai útmutatás.

A pirométerek legfontosabb paraméterei a tárgy fehérségi fokának és az eszköz optikai felbontásának (látójelző) beállítása. A pirométer optikai felbontását a pirométer és a test felszíne közötti távolság és a test felületén lévő kerek folt átmérőjének (a pontos hőmérséklet-mérési területet ez a pont korlátozza) aránya jellemzi, amelynek hőmérsékletét megmérik.

Tehát, ha a hőmérsékletet rövid távolságból meg kell mérni, akkor egy kis felbontású, például 4: 1 arányú pirométert kell használni, és ha a méréseket több méterről tervezik, akkor a felbontásnak nagyobbnak kell lennie, hogy idegen tárgyak ne esjenek a készülék látóterébe. A pirométereket gyakran lézermutatóval látják el, hogy a műszer pontosabban a vizsgált tárgyra mutatjon.

Az anyag fehérségének vagy emisszióképességének foka jellemzi magának az anyagnak a visszaverő képességét, amelynek hőmérsékletét távolról mérhetjük pirométerrel. Az infravörös hőmérőhöz, amelyek a ma népszerű pirométerek, ez a mutató rendkívül fontos. Meghatározza a vizsgált felület által kibocsátott energia és a teljesen fekete test által ugyanazon a hőmérsékleten kibocsátott energia arányát. Ennek a paraméternek a értéke 0 és 1 közötti tartományban van. Így az oxidált acél fehérsége 0,85, és polírozott - 0,075.

Számos online kereskedelmi oldalon és az elektronikai üzletekben széles körben képviseltetik magukat a hordozható lézer-orientált pirométerek, amelyek tökéletesen megfelelnek a háztartások igényeinek, valamint speciális orvosi pirométerek a higanyhőmérők helyett. Ipari célokra pontosabb és drágább pirométereket használnak, amelyek többek között kiegészítő eszközökkel rendelkeznek az információ továbbítására, valamint képesek kapcsolódni a számítógéphez és speciális eszközökhöz.

Lásd még: Hőmérséklet-érzékelők - termisztorok