Как работает пирометр

принцип действия, схема и т.д.

Пирометр — это продвинутый прибор для определения температуры любого объекта на основе инфракрасного датчика, который считывает невидимое инфракрасное излучение, преобразует показания в температурные и выводит полученное число на дисплей. Максимальный диапазон измерения — 1000°C. Он так же известен, как бесконтактный цифровой термометр или инфракрасный пистолет.

Пирометр — бесконтактный цифровой термометр

Рекомендуем обратить внимание и на другие приборы для измерения температуры.

Хотя пирометры сравнительно недавно начали использоваться в промышленности, тем не менее они находят все более широкое применение для измерения температуры, так как они удобны, дают точные показания и более безопасны, чем другие виды температурных датчиков.

Пирометр может быть чрезвычайно полезным для поиска неисправностей в системах, где избыточный нагрев может быть одной из причин. Например, киповец может использовать пирометр для обнаружения нагретого участка на монтажной плате, не отключая цепь от источника питания либо в непосредственной близи от цепей под напряжением. Также пирометр отлично подойдет для поиска неисправностей в любом оборудовании с вращающимися частями, так как измерение с его помощью не подвергает киповца опасности соприкосновения с вращающимися частями.

Принцип работы пирометра

Основными частями инфракрасного устройства являются: линза, ИК-приемник и дисплей температурных показаний. Инфракрасное излучение, идущее от горячего объекта фокусируется линзой и подается на ИК-приемник.

Упрощенное изображение ИК-датчика и горячего объекта

ИК-приемник ИК-температурного датчика может представлять собой полупроводниковый материал, термопару или термобатарею (группа термопар, соединенных вместе последовательно).

Схема термобатареи

Когда ИК-приемник температурного датчика нагревается, то генерируется напряжение (имеется ввиду, что это термопара или термобатарея) или меняется сопротивление (если речь идет о полупроводниковом материале). Изменение величины напряжения и сопротивления затем преобразуется в соответствующие температурные показания и отображаются на шкале прибора. Если температура объекта уменьшается, то его инфракрасное излучение уменьшается и в данном случае меняющаяся величина сигнала сопротивления и напряжения, посылаемого в приемник будет отображена на шкале как уменьшение температуры.

Для того, чтобы определить температуру объекта бесконтактный цифровой термометр направляется на объект и нажимается спусковой механизм. Показания температуры отображаются на дисплее прибора. С помощью кнопки на приборе можно отображать оказания либо по шкале Цельсия, либо по шкале Фаренгейта.

Особенности работы пирометров

Расстояние между прибором и объектом, чья температура измеряется, не влияет на точность показаний. Однако прибор должен использоваться для диапазона, указанного изготовителем. Кроме того, чем больше расстояние между прибором и объектом, тем большая площадь зондировалась.

Некоторые пирометры имеют спусковые механизмы с двумя положениями. В первом положении спусковой крючок останавливается на полпути, и такое положение служит для сканирования поверхности или участка, где имеется неоднородность нагрева. В этом положении показания на дисплее меняются в зависимости от количества обнаруженных неоднородных участков. Это положение используется для определения приблизительной температуры объектов. Второе положение спускового механизма — это когда крючок полностью утоплен. Это положение используется для обнаружения объекта с наивысшей температурой, если объектов несколько. Когда крючок находится в этом положении, то показания на дисплее перестанут меняться, как только будет обнаружен объект с наивысшей температурой. Это положение называется «положение удержания наивысшего показания».

Другой особенностью пирометров является наличие переключателя коэффициента излучения. Переключатель коэффициента излучения компенсирует отраженное излучение, которое может повлиять на точность температурных показаний. Объекты отражают инфракрасное излучение, идущее от других объектов помимо собственного инфракрасного излучения. Однако отраженное инфракрасное излучение не является показателем истинной температуры объекта, а бесконтактный термометр не может отличить излучаемые волны от отраженных, пока вы не настроите переключатель коэффициента излучения на объект, чья температура измеряется. Большинство производителей пирометров поставляют в комплекте с прибором таблицы, где указаны коэффициенты излучения для наиболее часто измеряемых поверхностей.

Термопары наиболее распространенное устройство для измерения температуры

Термистор чувствительный к изменениям температуры элемент, изготовленный из полупроводникового материала

Термометр сопротивления RTD электрический температурный датчик, использующий изменения сопротивления, которое противодействует протеканию тока

Манометр прибор для измерения давления, который используется на производстве

Биметаллический термометр это прибор для измерения температуры, принцип работы которого основан на расширении и сжатии твердых тел

принцип работы, сфера применения, функции и виды пирометров, как выбрать

Главная › Статьи › Пирометры - обзор

Пирометры — это оборудование, которое используется для снятия температурных показателей с объектов. Главная особенность его работы в том, что точные показания снимаются бесконтактным способом. Цена на приборы доступная, при этом они отличаются высокой эффективностью и удобством. Чтобы замерить температуру, достаточно направить пирометр на объект.

Любой предмет, температура которого выше нуля, излучает электромагнитные волны. Температура влияет на характер этих излучений. Диапазон всегда в пределах от 0,1 до 1000 мкм. Пирометр помогает уловить и зафиксировать конкретную отметку.

Удобство приборов заключается в том, что они способны определить точные показатели дистанционным способом. Устройство имеет Г-образный силуэт; на основании расположен индикатор, демонстрирующий полученные результаты. Надежный корпус и рукоятка (в переносных пирометрах) делают прибор удобным для работы. Благодаря лазерному наведению достигается повышенная точность в получении результатов. Сегодня производят пирометры с аналоговыми и цифровыми дисплеями.

Работа осуществляется следующим образом. Датчик улавливает излучение, которое преобразуется в сигнал электротока. В зависимости от температуры растет и мощность этого сигнала. После он передается в преобразователь, и на экране отображается проекция изображения от воздействия излучения объекта. Так можно наблюдать за изменениями температуры на поверхности объектов.

Для начала работы необходимо включить прибор и направить его на объект. Через несколько секунд на экране появятся цифры, отображающие температуру.

Где применяются пирометры

Приборы широко применяют на промышленных производствах и в быту.

Они популярны в тепло- и электроэнергетике. Здесь с их помощью возможно снимать данные с различного нагревательного оборудования, с элементов в электрощитах.
Актуальны в металлургии, для отслеживания и поддержания должных температур в массах расплавленных металлов.
В машиностроении помогают диагностировать состояние двигателя.
В пищевой промышленности не обойтись без специального оборудования для соблюдения точного температурного режима для хранения и изготовления продукции.
В быту пирометры могут пригодиться для подтверждения факта ненадлежащего отопления помещения и в других подобных ситуациях.

Функции пирометров

Современные пирометры помогают не только получить данные о температуре конкретного объекта, но также обладают следующими возможностями:

Оснащение звуковой и визуальной сигнальной системой для оповещения по преодолению определенной границы.

Сохранение максимального и минимального показателей измерения.
Накопление и сохранение полученных данных.
USB порты для переноса данных на другой носитель.

Также стоит отметить, что пирометр способен получить точные данные от движущегося объекта. Он эффективен при работе с объектами, до которых невозможно дотронуться (небезопасно, либо они находятся на большом расстоянии). Прибор может зафиксировать температуру целого объекта или отдельного элемента.

Виды пирометров

На рынке существует несколько видов пирометров. Они делятся на категории по конкретным признакам. Каждый из них разберем ниже.

Оптические

Чувствительны к конкретной полосе частот, то есть действуют в диапазоне спектра видимого света.

Внешне оптический пирометр – это устройство, состоящее из объектива, светофильтра, лампы, милливольтметра, реостата, монохроматического светофильтра, кольцевой ручки реостата и ручки прибора. Устройство эффективно в конкретном интервале волн.

Работает следующим образом. Луч от измеряемого объекта следует в прибор. Наблюдатель через окуляр проводит сравнение яркости объекта с яркостью луча. Это сопоставление проводят в монохроматическом свете, который образует светофильтр. Тянущаяся нить накаливается от аккумулятора, регулировка процесса происходит за счет реостата. Температурный показатель определяется по данным милливольтметра, так как он имеет соответствующую градуировку.

Оптические пирометры разделяют на:

Цветовые, сравнивающие яркость предмета с остальными областями спектра. Применимы, как минимум, для 2-х измеряемых участков.
Яркостные, которые также характеризуются как пирометры с пропадающей нитью. При работе сравнивается излучение, отходящее от поверхности объекта, с излучением нити, по которой идёт ток.

Радиометры

Главная особенность таких приборов – радиационный способ измерения. Пирометр действует на ограниченном диапазоне инфракрасных лучей. Для удобства работы и точности снимаемых показателей оснащен лазерной указкой.

Имеет надежный корпус, в который встроены объектив, диафрагма, лампа, светофильтр, окуляр, милливольтметр, накал. Снятие показаний происходит за счет улавливания чувствительной частью прибора теплового излучения, исходящего от объекта. Под чувствительным элементом имеют в виду крестообразную пластину из платины, оснащенную двумя парами термопар. То есть когда элемент нагревается или охлаждается, соответствующее повышение или понижение температуры происходит на термопарах.

Благодаря светофильтру человеческое зрение полностью защищено от яркого света. Также пирометры делят на два вида в зависимости от метода прицеливания на объект: 1) оснащенные лазерным прицелом или 2) оптическим.

В зависимости от коэффициента излучения пирометры могут быть с постоянным или с переменным значением.

Исходя из функциональных возможностей, приборы бывают низко- и высокотемпературными. Первая группа справляется с замерами температуры до -30 градусов, вторая — свыше +400 градусов Цельсия.

Мобильность

Пирометры бывают стационарными либо переносными.

Стационарные

Первый тип применяется на производствах, в тяжелой промышленности. Он нужен там, где необходимо точное изменение температурных режимов металлов, пластика и других объектов. Основное преимущество – в возможности установки и использования в небезопасных для человека условиях.

Мобильные

Помогают контролировать температуру оперативно и в нужных местах – на тех участках производства, где безопасно использование прибора людьми.

Устройства подходят для работы в тяжелых условиях при сильной запыленности или неблагоприятной климатической обстановке. Эффективны при снятии показаний с небольших объектов, величиной от 5 мм.

Как выбрать пирометр

На рынке представлено большое разнообразие приборов, обладающих различными характеристиками. Чтобы прибор был максимально эффективен в конкретной области, необходимо учитывать его специфику. Разберем важные показатели, знание которых поможет при выборе.

Уровень оптического разрешения. Его определяет площадь захвата. Чем показатель выше, тем на большей площади может измерить температуру прибор. Чем больше уровень захвата, тем больше погрешность полученных данных. На приборах, используемых на производстве, требуется высокое разрешение. Значения могут быть в диапазоне до 600:1. Например, показатель 10:1 оптимален для прибора, эксплуатируемого в быту.
Рабочий диапазон датчика. Стандартно он вариьируется от -30 до +360 градусов Цельсия.

В зависимости от того, где и как будет осуществляться измерение, стоит подбирать стационарный или мобильный вариант.

Приобрести переносные и стационарные пирометры Keller ITS, а также принадлежности для них вы можете в компании «Автоматика». Мы осуществляем поставки в Екатеринбурге в короткие сроки, предложим вам лучшую цену, удобные условия сотрудничества. У нас вы сможете получить компетентную техническую консультацию по подбору обрудования. Обращайтесь: +7 (343) 384-55-45.

Что такое пирометр? Типы, преимущества, области применения и т. д.

Содержание

Измерение температуры является важным параметром для любой отрасли. При измерении температуры требуется высокая степень точности.

A Пирометр — это устройство, которое используется для измерения высокой температуры без контакта с каким-либо устройством. Пирометр использует тепло/излучение тела объекта для измерения температуры.

Пирометр предлагает следующие функции, такие как

⇒ Бесконтактное измерение температуры

⇒ Простое измерение в труднодоступных местах

⇒ Очень точная и надежная технология измерения температуры

Пирометр Определение

относительно высокие температуры. Пирометр работает по принципу излучения или тепла от тела объекта для измерения температуры, поэтому его преимущество заключается в измерении температуры без прикосновения к измеряемому материалу.

Согласно современному определению, пирометр — это бесконтактное устройство для измерения теплового излучения объекта для измерения температуры поверхности.

Types of Pyrometer

The pyrometer can be classified into mainly two types based on it's working principle,

⇒ Optical Pyrometer

⇒ Infrared/Radiation Pyrometer

Optical Pyrometer

На изображении выше видны части оптического пирометра.

⇒ С левой стороны находится окуляр или наблюдатель , а с правой стороны - оптическая линза .

⇒ Лампа , которая генерирует эталонную температуру с помощью источника питания и реостата.

⇒ Амперметр для измерения тока для расчета температуры.

⇒ 9.0007 абсорбционный экран устанавливается между объективом и опорной лампой.

⇒ красный фильтр r между эталонной лампой и окуляром или наблюдателем.

Любой объект, температура которого равна абсолютному нулю, излучает или генерирует излучение. Это излучение зависит от температуры объекта.

Оптический пирометр использует это излучение для измерения температуры объекта. Яркость измеряемого объекта сравнивается с яркостью лампы при эталонной температуре.

Эталонная температура определяется лампой, яркость которой можно регулировать с помощью реостата, как показано на рисунке выше.

Как это работает?

Излучение источника улавливается оптическим объективом. Линза помогает сфокусировать тепловое излучение на лампе.

Наблюдатель начинает наблюдать яркость нити накала лампы. Нить накала эталонной лампы накладывается на температуру источника. Наблюдатель начинает изменять значение реостата.

Может быть три варианта, например,

A. Когда нить « ТЕМНАЯ ». Тогда исходный объект горячее, чем эталонная температура, или мы можем сказать, что температура нити ниже, чем температура источника.

B. Когда нить « BRIGHT ». Тогда исходный объект холоднее, чем эталонная температура, или мы можем сказать, что температура нити выше, чем температура источника.

C. Когда нить « ИСЧЕЗАЕТ ». Таким образом, мы можем сказать, что температура исходного объекта и эталонная температура совпадают.

В это время можно измерить ток для расчета температуры.

Преимущества

Сборка проста и портативна.
Обеспечивает очень высокую точность с допуском ±5 ºC.
Нет необходимости находиться в прямом контакте с объектом, температура которого измеряется.
Полезен для измерения температуры движущихся объектов.
Его можно легко использовать в местах, где возможен физический подход к измерению температуры.

Недостаток

Измерение полностью основано на интенсивности света, оно может быть полезно только для измерения относительно высокой температуры.

Инфракрасный/радиационный пирометр

Как показано на рисунке, радиационный пирометр имеет такую же оптическую систему, как и оптическая линза, зеркало и регулируемый окуляр . Тепловая энергия передается через оптическую линзу на зеркало. Зеркало фокусирует эту энергию на детекторе.

Детектор может быть либо термобатареей , либо фотоумножителями . Фотоумножители работают намного быстрее, чем термобатареи. Таким образом, измерение температуры происходит намного быстрее при использовании фотоумножителей. Детектор преобразует собранную тепловую энергию в сигнал электрического тока и передает его на блок управления или дисплей температуры.

Преимущества

Обладает высокой производительностью и умеренной стоимостью.
Имеет быстрый отклик.
Обладает хорошей стабильностью.
Нет необходимости в физическом контакте с измеряемым объектом.

Недостаток

Конструкция радиационного пирометра сложна.
Излучательная способность материала мишени может повлиять на измерение.

Применение пирометра

Вот несколько примеров использования пирометра для измерения температуры,

⇒ Измерение температуры доменной печи.

⇒ Металлургическая промышленность

⇒ Работа металлургической печи, где температура является критическим параметром.

⇒ Паровой котел

⇒ Газотурбинные двигатели

⇒ Воздушный шар.

Если вам нравится этот блог, поделитесь им с друзьями и коллегами и оставьте свой отзыв в разделе комментариев ниже.

Вы можете прочитать больше статей о приборостроении и найти книги, которые расширят ваши знания в области приборостроения ⇒

Книги по приборостроению и управлению
Книги по ПЛК
Книги по SCADA

Спасибо за внимание!

Рубрики Инструменты Теги ИНСТРУМЕНТАЦИЯ

Все о пирометрах

ЧТО ТАКОЕ ПИРОМЕТР?

Пирометры представляют собой термометры дистанционного зондирования, используемые для измерения температуры удаленных объектов на основе их накала, излучаемого горячими объектами. Слово пирометр происходит от двух греческих слов: пир, что означает огонь, и метр, что означает мера.

Пирометры также известны как «инфракрасные термометры», «радиационные термометры» или «бесконтактные термометры», они поглощают энергию и измеряют интенсивность электромагнитных волн.

Пирометр состоит из двух частей: термопары и гальванометра.

В термопарах небольшой электрический ток генерируется при нагревании двух разнородных металлов в месте их соединения. Поскольку гальванометр измеряет силу тока в милливольтах, на самом деле это милливольтметр.

КТО ИЗОБРЕЛ ПИРОМЕТР?

Вероятно, самым ранним известным пирометром является «Пирометр Хиндли» в Лондонском музее науки, датируемый 1752 годом и изготовленный для Королевской коллекции. В 1760-х годах швейцарский математик Леонард Эйлер довольно подробно описал пирометр. Математики считают Эйлера величайшим в 18 веке и одним из величайших в истории.

Английский гончар Джозайя Веджвуд изобрел другой тип пирометра для измерения температуры в своих печах во время обжига гончарных изделий. Как обнаружил Веджвуд, глиняные блоки сжимались в печи в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем больше была усадка. За это нововведение он был избран членом Королевского общества в 1783 году. Будучи богатым предпринимателем 18 века, Веджвуд создавал товары, которые отвечали требованиям потребительской революции и подпитывали британскую промышленную революцию.

Josiah Wedgewood

ТИПЫ ПИРОМЕТРЫ

Как правило, пирометры измеряют температуру тела, измеряя излучение, которое оно излучает. Преимущество излучающих приборов в том, что они не требуют прикосновения к измеряемому материалу.

Пирометр можно разделить на два основных типа в зависимости от принципа его работы:

*Оптический пирометр

*Инфракрасный/радиационный пирометр

Оптические пирометры – Эти устройства измеряют тепловое излучение в видимом спектре. Их измерения основаны на цвете видимого света, излучаемого очень горячими объектами. Можно провести визуальное сравнение откалиброванного источника света и целевой поверхности. Поскольку температура нити и цели совпадают, интенсивность их теплового излучения также будет совпадать, в результате чего нить накала становится почти невидимой при слиянии с целевой поверхностью на заднем плане. Таким образом, можно получить показания температуры по току, проходящему через нить накала.

Инфракрасные/радиационные пирометры – Эти устройства измеряют температуру объекта на основе его излучения. Они могут обрабатывать тепловое излучение в инфракрасном диапазоне, обычно 2 ~ 14 мкм (80 ~ 550 микродюймов). Когда термопара частично нагревается, она может производить электрический ток. Затем термопара будет генерировать более высокий ток в соответствии с излучаемым теплом. Используя ток, циферблат отображает температуру. Эти пирометры изготовлены из пироэлектрических материалов, таких как поливинилиденфторид (ПВДФ), триглизинсульфат (ТГС) и танталат лития (LiTaO3).

ПРИМЕНЕНИЕ

Пирометр лучше всего подходит для измерения движущихся объектов или поверхностей, до которых нельзя дотянуться или до которых нельзя дотронуться, например: Воздушный шар, медицинская промышленность, индукционная термообработка, выращивание кристаллов, производство стекла, газотурбинные двигатели и измерение температуры жидких металлов и сильно нагретых материалов.

КАК МНЕ РЕШИТЬ, КАКОЙ ПИРОМЕТР МНЕ НУЖЕН?

Здесь, в MurCal, мы предлагаем различные пирометры от лидера в этой области, Hewitt Instruments. Как гласит история, в 1952 году, работая в сфере грузоперевозок, Джон Т. Хьюитт спроектировал и разработал первый пирометр (EGT), используемый для грузовых автомобилей. В 1955 году была создана компания Hewitt Industries, которая начала развивать рынок для пользователей и OEM-производителей по всему миру. Hewitt поддерживает это лидерство благодаря высочайшему качеству дизайна и надежности продукции.

Совершите покупки здесь: Пирометры Hewitt | MurCal

У нас также есть несколько пирометров выхлопных газов от нашего партнера Murphy by Enovation, которые можно приобрести здесь: Пирометры выхлопных газов | MurCal и уникальный настраиваемый температурный сканер/пирометр со встроенным источником питания от FW Murphy: TDXM-DC (10702748): Temperature Scanner/Pyrometer (murcal.