Hur är termometrar utan kontakt anordnade och fungerar?

Icke-kontakttermometrar eller pyrometrar är idag bekväma anordningar för mätning av fjärrtemperatur för olika föremål, vätskor eller fasta ämnen. De används allmänt inom kraftindustrin för driftskontroll av temperaturen i viktiga områden, inom elkraftsindustrin för att säkerställa brandsäkerhet, i laboratorieförhållanden, i företag, i konstruktion för att beräkna värmeförluster, i vardagen, i säkerhetssystem och mycket mer.

Den första sådana anordningen uppfanns redan 1731 av den holländska fysikern Peter van Mushenbrook, och mätningarna gjordes visuellt, det var möjligt att bedöma temperaturen på en röd het kropp. Men moderna typer av pyrometrar har utvidgat sitt användningsområde kraftigt och även temperatur nära noll kan mätas grader Celsius och nedan. Principen har dock förblivit generellt densamma - kraften hos den termiska strålningen som härrör från objektet mäts, och en slutsats om dess temperatur dras av detta. Mätningar utförs i det infraröda och synliga spektralområdet.

1967 introducerade det amerikanska företaget Wahl den första bärbara pyrometern, eftersom det var på 60-talet som de viktigaste vetenskapliga upptäckterna gjordes, som lägger grunden för utvecklingen av utvecklingen av industriella pyrometrar med tillräckligt höga egenskaper med små dimensioner. Principen baserad på konstruktion av jämförande paralleller med en infraröd mottagare som kan bestämma mängden värmeenergi som släpps ut av objektet har avsevärt utvidgat temperaturmätningarna för både flytande och fasta kroppar.

För tillfället är pyrometrar mycket populära och används i stor utsträckning för beröring utan kontakt med ett avstånd från temperaturen på föremål i vardagen, inom bostads- och verktygssektorn, i företag, var som helst temperaturkontroll av olika processer krävs i produktionsstegen och under drift av många enheter. Pyrometrar gör det möjligt att säkert mäta temperaturen på till och med en röd het kropp utan att behöva kontakta den fysiskt.

Pyrometrar är optiska, strålning och färg. De första tillåter en visuell jämförelse av färgen på den uppvärmda kroppen med färgen på referenstråden och bestämmer därmed dess temperatur. Strålning beräknar kraften hos termisk strålning på nytt och kan mäta ett ganska brett temperaturintervall. Färg jämför objektets termiska strålning i olika spektra, och beräkna sedan dess temperatur, sådana pyrometrar har också ett brett måttintervall.

Alla pyrometrar kan också delas in i låg temperatur och hög temperatur. Med lågtemperatur kan du till och med mäta temperaturer under noll och hög temperatur har en hög övre mätgräns.

Beroende på typ av utförande skiljer sig pyrometrarna i bärbara och stationära. De senare används i stora industriföretag för mycket exakt och kontinuerlig kontroll av den tekniska processen, till exempel vid tillverkning av smält plast och metaller. Bärbara pyrometrar är populära i vardagen och som bärbara termometrar i olika branscher presenterar de tydligt information om temperaturen på displayen i text eller grafisk form.

Anordningen och driften av en modern infraröd pyrometer kan beskrivas på följande sätt. Den värmestråle som mottas av enheten fokuseras av det optiska systemet och faller sedan på temperatursensor (detta är den primära pyrometriska givaren), en elektrisk signal erhålls vid utgången från den pyrometriska givaren, vars värde är proportionell mot temperaturvärdet för objektet som studeras. Signalen som mottas från sensorn passerar sedan genom den elektroniska givaren (detta är en sekundär pyrometrisk omvandlare) och kommer in i mät- och beräkningsenheten och behandlas i den. Beräkningsresultatet visas på displayen, i de mest populära modellerna - i form av siffror.

Så för att få det exakta värdet på det studerade objektets yttemperatur behöver användaren bara sätta på enheten, peka på det studerade objektet och trycka på startknappen. Mätresultatet visas på displayen i form av siffror eller grafiskt i form av en flerfärgad bild, där spektralt områdena med låga, medelhöga och höga temperaturer kommer att markeras i olika färger.

De viktigaste tekniska egenskaperna hos pyrometrar:

• optisk upplösning (modeller med en upplösning av 2: 1 till 600: 1 är tillgängliga);

• uppmätt temperaturområde (maximalt - från -50 ° C till + 4000 ° C);

• mätupplösning - typiska värden är 0,1 ° C eller 1 ° C;

• mätnoggrannhet (± 1,5% anses vara optimal);

• hastighet (moderna pyrometrar kräver högst 1 sekund);

• emissivity - kan anpassas eller fixas;

• inriktningsmetod - laserbeteckning eller optisk vägledning.

De viktigaste parametrarna för pyrometrarna är inställningen av objektets svarthet och den optiska upplösningen (indikator för syn) för enheten. Pyrometerens optiska upplösning kännetecknas av förhållandet mellan avståndet från pyrometern till kroppens yta och diametern på en rund fläck på kroppens yta (området för noggrann temperaturmätning begränsas av denna plats), vars temperatur mäts.

Så om temperaturmätningar krävs på kort avstånd, används en pyrometer med en liten upplösning, till exempel 4: 1, och om mätningar är planerade från flera meter, bör upplösningen vara större så att främmande föremål inte faller inom enhetens synfält. Ofta är pyrometrar utrustade med en lasermålbeteckning för att mer exakt rikta instrumentet mot objektet som studeras.

Materialets svarthet eller emissivitet kännetecknar materialets reflektionsförmåga, vars temperatur mäts på distans med en pyrometer. För en infraröd termometer, som är de populära pyrometrarna idag, är denna indikator extremt viktig. Den bestämmer förhållandet mellan energin som släpps ut av den undersökta ytan och energin som släpps ut av en helt svart kropp vid samma temperatur, och värdet på denna parameter ligger i området från 0 till 1. Således har oxiderat stål en svarthet på 0,85 och polerad - 0,075.

På många onlineshandelssajter och i elektronikbutiker är bärbara laserorienterade pyrometrar allmänt representerade idag, som är perfekta för hushållens behov, liksom speciella medicinska pyrometrar för att ersätta kvicksilvertermometrar. För industriella ändamål används mer exakta och dyrare pyrometrar, som bland annat har hjälpmedel för att överföra information och förmågan att ansluta till en dator och specialanordningar.

Se även: Temperaturgivare - termistorer