Како су уређени и раде бесконтактни термометри?

Неконтактни термометри или пирометри данас су погодни уређаји за даљинско мерење температуре различитих предмета, течности или чврстих тела. Они се широко користе у индустрији електричне енергије за оперативну контролу температуре важних подручја, у електроенергетској индустрији ради обезбеђења заштите од пожара, у лабораторијским условима, у предузећима, у грађевинарству за прорачун топлотних губитака, у свакодневном животу, у безбедносним системима и још много тога.

Први такав уређај пронашао је 1731. године холандски физичар Петер ван Мусхенброок, а мерења су обављена визуелно, било је могуће проценити температуру ужареног тела. Али савремене врсте пирометара увелико су прошириле поље примене па се чак и температура близу нуле може мерити степени Целзијуса и испод. Међутим, принцип је опћенито остао исти - мјери се снага топлотног зрачења која произлази из објекта, а из тога се изводи закључак о његовој температури. Мерења се врше у инфрацрвеном и видљивом спектралном опсегу.

Године 1967. америчка компанија Вахл представила је први преносиви пирометар, пошто су управо 60-их година направљена најважнија научна открића, која су поставила основу за развој развоја индустријских пирометара са довољно високим карактеристикама, са малим димензијама. Принцип заснован на изградњи компаративних паралела, коришћењем инфрацрвеног пријемника који може да одреди количину топлотне енергије коју емитује објект, значајно је проширио опсег мерења температуре и за течна и за чврста тела.

Тренутно су пирометри веома популарни и нашироко се користе за бесконтактно мерење на удаљености од температуре предмета у свакодневном животу, у сектору стамбеног и комуналног сектора, у предузећима, где год је потребна контрола температуре различитих процеса у фази производње и током рада многих уређаја. Пирометри омогућавају сигурно мерење температуре чак и врућег тела, без потребе да га физички контактирате.

Пирометри су оптички, зрачење и боја. Прве омогућавају визуелно поређење боје загрејаног тела са бојом референтног навоја и на тај начин одређују његову температуру. Зрачење прерачунава снагу топлотног зрачења и може да мери прилично широк распон температура. Боја упоређује топлотно зрачење објекта у разним спектрима, а затим израчунава његову температуру, такви пирометри такође имају широк спектар мерења.

Сви пирометри се такође могу поделити на ниске и високе температуре. Ниска температура вам омогућава чак и мерење температура испод нуле, а висока температура горњу границу мерења.

Према врсти извршења, пирометри се разликују у преносивом и стационарном. Потоњи се користе у великим индустријским предузећима за врло прецизну и континуирану контролу технолошког процеса, на пример, у производњи растаљене пластике и метала. Преносиви пирометри популарни су у свакодневном животу, а као преносни термометри у разним индустријама, они јасно приказују информације о температури на дисплеју у текстуалном или графичком облику.

Уређај и рад модерног инфрацрвеног пирометра могу се описати на следећи начин. Топлотни зрак који уређај прима фокусира оптички систем, а затим пада температурни сензор (ово је примарни пирометријски претварач), на излазу пирометријског претварача добија се електрични сигнал, чија је вредност пропорционална вредности температуре испитиваног објекта. Сигнал примљен од сензора затим пролази кроз електронски претварач (ово је секундарни пирометријски претварач), и улази у мерни и прорачунски уређај и обрађује се у њему. Резултат израчуна приказан је на дисплеју, у најпопуларнијим моделима - у облику бројева.

Дакле, да би добио тачну вредност површинске температуре испитиваног објекта, корисник треба само да укључи уређај, да га усмери на проучени објект и притисне дугме за покретање. Резултат мерења биће приказан на дисплеју у облику бројева или графички у облику разнобојне слике, при чему ће спектрално подручја ниских, средњих и високих температура бити означена различитим бојама.

Главне техничке карактеристике пирометара:

• оптичка резолуција (доступни су модели резолуције од 2: 1 до 600: 1);

• измерени температурни опсег (максимална - од -50 ° Ц до + 4000 ° Ц);

• резолуција мерења - типичне вредности су 0,1 ° Ц или 1 ° Ц;

• тачност мерења (± 1,5% сматра се оптималном);

• брзина (модерни пирометри не захтевају више од 1 секунде);

• емисивност - може бити прилагођена или фиксна;

• метода циљања - ласерски означитељ или оптичко навођење.

Најважнији параметри пирометара су подешавање степена затамњености објекта и оптичке резолуције (индикатор вида) уређаја. Оптичка резолуција пирометра карактерише однос удаљености од пирометра до површине тела и пречника округле тачке на површини тела (област тачног мерења температуре је ограничена овом тачком), чија се температура мери.

Дакле, ако су потребна мерења температуре са кратке удаљености, користи се пирометар мале резолуције, на пример, 4: 1, а ако се планирају мерења са неколико метара, разлучивост би требала бити већа да страни предмети не падну у видно поље уређаја. Често су пирометри опремљени ласерским означивачем циља да тачније усмере инструмент на предмет који се проучава.

Степен затамњености или емитивности материјала карактерише рефлективност самог материјала, чија се температура даљински мери пирометром. За инфрацрвени термометар, који су пирометри данас популарни, овај индикатор је изузетно важан. Њиме се одређује однос енергије коју емитује испитивана површина и енергије коју потпуно црно тело емитује при истој температури, а вредност овог параметра лежи у опсегу од 0 до 1. Дакле, оксидовани челик има црнило 0,85, а полирани - 0,075.

На многим мрежним локацијама за трговину, а у продавницама електронике данас су широко заступљени преносни ласерски оријентисани пирометри који су савршени за потребе домаћинства, као и посебни медицински пирометри за замену живих термометра. У индустријске сврхе користе се прецизнији и скупљи пирометери, који између осталог имају помоћна средства за пренос информација и могућност повезивања са рачунаром и посебним уређајима.

Погледајте такође: Сензори температуре - термистори