Πώς είναι τα θερμόμετρα χωρίς επαφή ρυθμισμένα και λειτουργούν;

Τα μη-επαφή θερμόμετρα ή πυρομέτρων είναι σήμερα βολικές συσκευές για την απομακρυσμένη μέτρηση θερμοκρασίας διαφόρων αντικειμένων, υγρών ή στερεών. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας για τον επιχειρησιακό έλεγχο της θερμοκρασίας σημαντικών περιοχών στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας για την πυρασφάλεια, σε εργαστηριακές συνθήκες, στις επιχειρήσεις, στην κατασκευή για τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας στην καθημερινή ζωή, στα συστήματα ασφαλείας και πολλά άλλα.

Η πρώτη τέτοια συσκευή εφευρέθηκε το 1731 από τον ολλανδό φυσικό Peter van Mushenbrook και οι μετρήσεις έγιναν οπτικά, ήταν δυνατόν να κρίνουμε τη θερμοκρασία ενός κόκκινου καυτού σώματος. Ωστόσο, οι σύγχρονοι τύποι πυρομέτρων έχουν επεκτείνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής τους και ακόμη και η θερμοκρασία κοντά στο μηδέν μπορεί να μετρηθεί βαθμούς Κελσίου και παρακάτω. Ωστόσο, η αρχή παρέμεινε γενικά η ίδια - μετράται η ισχύς της θερμικής ακτινοβολίας που προέρχεται από το αντικείμενο και από αυτό εξάγεται ένα συμπέρασμα σχετικά με τη θερμοκρασία. Οι μετρήσεις διεξάγονται στην υπέρυθρη και ορατή φασματική περιοχή.

Το 1967, η αμερικανική εταιρεία Wahl εισήγαγε το πρώτο φορητό πυρόμετρο, καθώς στη δεκαετία του 60 έγιναν οι σημαντικότερες επιστημονικές ανακαλύψεις που έθεσαν τα θεμέλια για την ανάπτυξη της ανάπτυξης βιομηχανικών πυρομέτρων με αρκετά υψηλά χαρακτηριστικά με μικρές διαστάσεις. Η αρχή που βασίζεται στην κατασκευή συγκριτικών παραλλήλων, χρησιμοποιώντας έναν δέκτη υπερύθρων ικανό να προσδιορίσει την ποσότητα θερμικής ενέργειας που εκπέμπεται από το αντικείμενο, έχει επεκτείνει σημαντικά το φάσμα των μετρήσεων θερμοκρασίας για υγρό και στερεό σώμα.

Αυτή τη στιγμή, τα πυρομέτρων είναι πολύ δημοφιλή και χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση χωρίς επαφή σε απόσταση από τη θερμοκρασία των αντικειμένων στην καθημερινή ζωή, στον τομέα των κατοικιών και των επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας, στις επιχειρήσεις όπου απαιτείται έλεγχος θερμοκρασίας διαφόρων διεργασιών κατά τα στάδια της παραγωγής και κατά τη λειτουργία πολλών συσκευών. Τα πυρομετρικά στοιχεία καθιστούν δυνατή την ασφαλή μέτρηση της θερμοκρασίας ακόμη και ενός θερμού σώματος, χωρίς να χρειάζεται να έλθει σε επαφή με αυτό.

Τα πυρόμετρα είναι οπτικά, ακτινοβολία και χρώμα. Οι πρώτες επιτρέπουν μια οπτική σύγκριση του χρώματος του θερμαινόμενου σώματος με το χρώμα του σπειρώματος αναφοράς, και έτσι καθορίζεται η θερμοκρασία του. Η ακτινοβολία υπολογίζει εκ νέου την ισχύ της θερμικής ακτινοβολίας και μπορεί να μετρήσει αρκετά ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Το χρώμα συγκρίνει τη θερμική ακτινοβολία του αντικειμένου σε διάφορα φάσματα και, στη συνέχεια, υπολογίζει τη θερμοκρασία του, τέτοια πυρομετρικά έχουν επίσης ένα ευρύ φάσμα μετρήσεων.

Όλα τα πυρομέτρων μπορούν επίσης να χωριστούν σε χαμηλή θερμοκρασία και υψηλή θερμοκρασία. Η χαμηλή θερμοκρασία επιτρέπει ακόμη και τη μέτρηση της θερμοκρασίας κάτω από το μηδέν, ενώ οι υψηλές θερμοκρασίες έχουν υψηλό ανώτερο όριο μέτρησης.

Ανάλογα με τον τύπο εκτέλεσης, τα πυρομετρικά διαφέρουν σε φορητά και ακίνητα. Οι τελευταίες χρησιμοποιούνται σε μεγάλες βιομηχανικές επιχειρήσεις για πολύ ακριβή και συνεχή έλεγχο της τεχνολογικής διαδικασίας, για παράδειγμα, στην παραγωγή τετηγμένων πλαστικών και μετάλλων. Τα φορητά πυρόμετρα είναι δημοφιλή στην καθημερινή ζωή και ως φορητά θερμόμετρα σε διάφορες βιομηχανίες, παρουσιάζουν σαφώς πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία στην οθόνη σε μορφή κειμένου ή γραφικής παράστασης.

Η συσκευή και η λειτουργία ενός σύγχρονου υπέρυθρου πυρομέτρου μπορούν να περιγραφούν ως εξής. Η ακτίνα θερμότητας που λαμβάνεται από τη συσκευή εστιάζεται από το οπτικό σύστημα και στη συνέχεια πέφτει αισθητήρα θερμοκρασίας (αυτός είναι ο κύριος πυρομετρικός μετατροπέας), λαμβάνεται ένα ηλεκτρικό σήμα στην έξοδο του πυρομετρικού μορφοτροπέα, η τιμή του οποίου είναι ανάλογη με την τιμή θερμοκρασίας του αντικειμένου που ερευνήθηκε. Το σήμα που λαμβάνεται από τον αισθητήρα περνά από τον ηλεκτρονικό μορφοτροπέα (αυτός είναι ένας δευτερεύων πυρομετρικός μορφοτροπέας) και εισέρχεται στη συσκευή μέτρησης και υπολογισμού και επεξεργάζεται σε αυτό. Το αποτέλεσμα υπολογισμού εμφανίζεται στην οθόνη, στα πιο δημοφιλή μοντέλα - με τη μορφή αριθμών.

Έτσι, για να αποκτήσετε την ακριβή τιμή της θερμοκρασίας επιφάνειας του αντικειμένου που μελετήσατε, ο χρήστης χρειάζεται μόνο να ενεργοποιήσει τη συσκευή, να τον δείξει στο αντικείμενο που έχει μελετηθεί και να πατήσει το κουμπί εκκίνησης. Το αποτέλεσμα της μέτρησης θα εμφανιστεί στην οθόνη με τη μορφή αριθμών ή γραφικά με τη μορφή μιας πολύχρωμης εικόνας, όπου φασματικά οι περιοχές χαμηλής, μέσης και υψηλής θερμοκρασίας θα επισημαίνονται σε διαφορετικά χρώματα.

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά των πυρομέτρων:

• οπτική ανάλυση (μοντέλα με ανάλυση 2: 1 έως 600: 1 είναι διαθέσιμα).

• (μέγιστο - από -50 ° C έως + 4000 ° C).

• Ανάλυση μέτρησης - οι τυπικές τιμές είναι 0,1 ° C ή 1 ° C.

• ακρίβεια μέτρησης (± 1,5% θεωρείται βέλτιστη).

• ταχύτητα (τα σύγχρονα πυρόμετρα δεν χρειάζονται περισσότερο από 1 δευτερόλεπτο).

• εκπομπή - μπορεί να είναι έθιμο ή σταθερό?

• μέθοδος στόχευσης - προσδιορισμός λέιζερ ή οπτική καθοδήγηση.

Οι πιο σημαντικές παράμετροι των πυρομέτρων καθορίζουν το βαθμό μαυρίσματος του αντικειμένου και την οπτική ανάλυση (ένδειξη θέασης) της συσκευής. Η οπτική ανάλυση του πυρομέτρου χαρακτηρίζεται από την αναλογία της απόστασης από το πυρόμετρο στην επιφάνεια του σώματος έως τη διάμετρο ενός στρογγυλού σημείου στην επιφάνεια του σώματος (η περιοχή της ακριβούς μέτρησης της θερμοκρασίας περιορίζεται από το σημείο αυτό), η θερμοκρασία του οποίου μετριέται.

Έτσι, εάν απαιτούνται μετρήσεις θερμοκρασίας από μικρή απόσταση, χρησιμοποιείται πυρόμετρο με μικρή ανάλυση, για παράδειγμα 4: 1, και εάν οι μετρήσεις προγραμματίζονται από μερικά μέτρα, η ανάλυση πρέπει να είναι μεγαλύτερη, έτσι ώστε τα ξένα αντικείμενα να μην πέφτουν στο οπτικό πεδίο της συσκευής. Συχνά, τα πυρομέτρα είναι εξοπλισμένα με έναν δείκτη στόχου λέιζερ για να δείχνουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το όργανο στο υπό μελέτη αντικείμενο.

Ο βαθμός μαυρίσματος ή εκπομπής του υλικού χαρακτηρίζει την ανακλαστικότητα του ίδιου του υλικού, η θερμοκρασία του οποίου μετριέται εξ αποστάσεως με ένα πυρόμετρο. Για ένα υπέρυθρο θερμόμετρο, το οποίο είναι τα δημοφιλέστερα σήμερα πυρομέτρων, αυτός ο δείκτης είναι εξαιρετικά σημαντικός. Καθορίζει την αναλογία της ενέργειας που εκπέμπεται από την εξεταζόμενη επιφάνεια στην ενέργεια που εκπέμπεται από ένα εντελώς μαύρο σώμα στην ίδια θερμοκρασία και η τιμή αυτής της παραμέτρου κυμαίνεται από 0 έως 1. Έτσι, ο οξειδωμένος χάλυβας έχει μαύρο χρώμα 0,85 και γυαλισμένο - 0,075.

Σε πολλές ιστοσελίδες ηλεκτρονικών συναλλαγών και σε καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών, τα φορητά πυρομετρικά προσανατολισμένα προς το λέιζερ εκπροσωπούνται σήμερα, τα οποία είναι ιδανικά για οικιακές ανάγκες, καθώς και ειδικά ιατρικά πυρομετρικά για την αντικατάσταση των θερμομέτρων υδραργύρου. Για βιομηχανικούς σκοπούς, χρησιμοποιούνται πιο ακριβή και ακριβότερα πυρόμετρα, τα οποία έχουν, μεταξύ άλλων, βοηθητικά μέσα μετάδοσης πληροφοριών και τη δυνατότητα σύνδεσης με υπολογιστή και ειδικές συσκευές.

Δείτε επίσης: Αισθητήρες θερμοκρασίας - θερμίστορ