Пирометр как работает: Принцип действия пирометров

Содержание

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 пирометров основные виды, устройство и применение бесконтактных термометров.

Если прикасаться к объекту небезопасно или он находится в труднодоступном месте, то для измерения температуры можно воспользоваться специальным детектором. При риске утечки тепла или холода, разрыва теплоизоляции, замеры производят дистанционно.

На рынке представлен большой выбор пирометров для проверки поверхностей из разных материалов. Из статьи вы узнаете, какие существуют виды, их принцип работы и функционал. Это поможет определиться с выбором модели.

Сферы применения

Металлообработка.
Электро- и теплоэнергетика.
Строительство.
Оценка работы электрооборудования.
Пищевая промышленность.
Проверка рефрижераторного оборудования.
Контроль температуры у человека.
Оценка объектов инфраструктуры.
Контроль соблюдения условий хранения.

Пирометры бесконтактные востребованы на производствах с большим количеством нагревательного оборудования. В строительной сфере и теплоэнергетике высокотемпературные модели задействуют для определения теплопотерь элементов и конструкций, выявления повреждений теплоизоляционного слоя. В промышленности с помощью бесконтактных инфракрасных приборов дистанционно анализируют температуру различных процессов.

Бесконтактное устройство позволяет измерять на расстоянии, а контактный пирометр (градусник) обязательно прикладывается к объекту. Электрики такими измерителями проверяют нагрев проводов в местах соединения. В автосервисах приборами оценивают нагрев деталей. Устройства необходимы в опытных и исследовательских лабораториях для проверки параметров тел и веществ.

В быту бесконтактным методом определяют нагрев тела, пищи и воды для купания (детский инфракрасный пирометр).

Виды пирометров

В зависимости от функционала различают несколько типов устройств.

По основному принципу действия приборы делят на:

Оптические — работают в спектре видимого света и ИК-излучения.
Радиометры или пирометры инфракрасные — применяют радиационный способ для инфракрасных волн. Это устройства полного излучения нагретого тела, которое включает видимое и невидимое испускание лучей. Для точности измерений в радиационных пирометрах применяют лазер.

Оптические пирометры делятся на:

Яркостные — сравнивают цвет излучения объекта и встроенной нити.
Цветовые (мультиспектральные) — сравнивают яркость объекта в разных областях спектра.

Пирометры спектрального отношения определяют цветовую температуру объекта относительно интенсивности излучения в двух участках гаммы. Показания приборов не зависят от излучаемой способности предмета, на точность не влияет запыленность, задымленность пространства.

Модели частичного излучения относятся к оптическим, которые определяют температуру по интенсивности лучей с заданной длиной волны. Фотоэлектрические пирометры или ПЧИ непрерывно измеряют и регистрируют данные в автоматическом режиме.

Оптические с исчезающей нитью измеряют энергию монохроматического излучения. Это яркостная температура при фиксированной длине волны.

При измерении согласно схеме оптического пирометра сравнивают яркость тела и исчезающей нити фотометрического источника при длине волны 65 мкм.

В зависимости от коэффициента излучения разделяют фиксированные и переменные. По применяемому способу наведения на цель выпускают лазерные пирометры, а также устройства с оптическим прицелом.

По возможностям перемещения выделяют:

Стационарные — используются при изготовлении средств производства. Они обеспечивают постоянный контроль производственных процессов.
Мобильные или переносные — для бытовых нужд, когда требуется быстрое измерение. Портативные приборы обладают высоким оптическим разрешением. Можно приобрести настенные приборы для коллективного пользования сотрудниками предприятия.

В зависимости от измеряемого диапазона приборы делят на:

Высокотемпературные — от 400ºС и выше.
Низкотемпературные — подходят для измерения низких температур от -50ºС.

Принцип работы

Нагретые объекты выступают источниками инфракрасного излучения. При этом существует прямая связь — чем сильнее нагрето тело, тем мощнее излучение. Люди не видят ИК-излучение, а пирометры инфракрасные определяют лучи, и по их интенсивности устанавливают температуру предмета.

Работа визуального пирометра основана на определении температуры объекта по тепловому излучению. Такие возможности устройства позволяют контролировать перепады значений и регулировать температурные показатели бытовых и промышленных объектов, в различных частях и деталях.

Инфракрасный температурный бесконтактный термометр улавливает тепловое излучение от нагретого предмета, фокусирует его чувствительной частью, соединенной с приемником.

Если установлена термопара, при нагреве приемника меняются параметры напряжения. Когда используется полупроводник, оценивают изменения сопротивления. Данные преобразуются в температурные показания.

Чтобы провести измерение, прибор наводят на объект, приводят в действие и фиксируют результат. С помощью специальной кнопки можно выбирать формат — шкала по Цельсию или Фаренгейту.

Устройством измеряют температуру по отраженному излучению. Это удобно при контроле параметров труднодоступных деталей. Нет необходимости иметь доступ к нагретой детали, достаточно воспользоваться отражением в зеркале.

На результат влияют отражающие способности материала — чем они выше, тем больше погрешность. Для исключения ошибок учитывают коэффициент эмиссии, который необходимо ввести перед началом измерения.

Функция ввода присутствует не в каждой модели. Простые модификации предназначены измерения температурных показателей из определенных материалов, которые нужно выбрать из меню.

Особенности работы

На точность показаний не влияет расстояние между пирометром и объектом. При этом прибор должен применяться для диапазона, обозначенного в инструкции.

Предметы и тела отражают не только свое инфракрасное излучение, но и от рядом расположенных поверхностей. При этом отраженное инфракрасное излучение не показывает настоящую температуру. Бесконтактный прибор не различает излучаемые и отраженные волны.

Для точности измерений необходимо произвести настройку с учетом особенностей исследуемого объекта. Для этого у приборов есть переключатель коэффициента излучения. Он компенсирует отраженное излучение, которое снижает точность показаний. При настройке можно обращаться к таблицам с коэффициентами для разных поверхностей.

Строение и функционал пирометра

Основой измерителя является лазерный детектор ИК-излучения. Конструкция состоит из корпуса и объектива, своим видом она напоминает пистолет с дисплеем.

Прибор отличается компактной панелью управления, имеет лазерную наводку и обеспечивает точность измерений. Информация, поступающая в пирометр, преобразуется и отражается на экране.

Принцип работы определяет функциональные возможности устройства:

Определение температурных показателей у удаленных объектов, а также находящихся в движении деталей.
Проверка температуры объектов, которые находятся под напряжением.
Экспресс-оценка изменений температуры поверхности.
Обследование объектов с низкой теплопроводностью, теплоемкостью.

Пользоваться пирометром удобно в быту и в промышленной сфере. Инструмент достаточно навести на объект, нажать и удерживать «курок». Измерение температуры и фиксация на дисплее выполняются за несколько секунд.

Поле прицеливания не должно быть большим, чтобы пятно видимости прибора не выходило за границы предмета, температуру которого измеряют. При этом, чем меньше размер измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит через устройство. Поэтому требуется более чувствительный сенсор.

Характеристики пирометров

Оптическое разрешение — это соотношение между удаленностью объекта и диаметром пятна измерений. Данный показатель определяет функционал устройства и его стоимость. В некоторых моделях предусмотрена настройка температуры — максимальной, минимальной или средней.

Благодаря наличию функции непрерывного замера температуры приборы могут определять места тепловой утечки и неисправных электрических элементов. Пирометры бесконтактные перемещают по поверхности и отслеживают изменения.

Диапазон температур — минимальная и максимальная отметка определяемых значений. При выборе прибора необходимо учитывать температуру объектов, которые планируется исследовать. Бытовые модели рассчитаны на измерение от -50 до +500 ºС. Чем выше диапазон, тем дороже устройство.

Время отклика — важный параметр, если необходимо производить много измерений, либо при быстрых изменениях температуры. Профессиональные модели имеют скорость отклика 0,15 сек, это позволяет выполнять большой объем работы в минимальные сроки. Для бытовых вариантов достаточно быстродействия в 1 сек.

В зависимости от модификации современные приборы обладают следующим функционалом:

Встроенной памятью для хранения проведенных замеров.
Функцией определения минимальной и максимальной температуры при нескольких измерениях.
Звуковой сигнализацией при достижении выставленного порогового значения.
USB для подключения к компьютеру или переноса данных на флеш-накопитель.

Для консультации по выбору прибора предлагаем обратиться к нашим специалистам. Вы можете позвонить нам или оставить заявку на сайте geon.ru.

Пирометр | измерительное устройство | Британика

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

Студенческий портал
Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

Введение

Краткие факты

Связанный контент

Викторины

Интересные факты об измерениях и математике

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
Пирометр — это устройство, которое используется для измерения относительно высоких температур. 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 представляет собой 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 создает эталонную температуру с помощью источника питания и реостата.
⇒ Амперметр для измерения тока для расчета температуры.
⇒ 9.0152 Экран абсорбционный 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?
Любой объект, температура которого равна абсолютному нулю, излучает или генерирует излучение. Это излучение зависит от температуры объекта.
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 « ЯРКАЯ ». 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 непосредственном контакте с объектом, температура которого измеряется.
Полезно 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 термобатареей или фотоумножителем . 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.