Pirometri per la misura della temperatura senza contatto: generalità, tipologie, regole d'uso

Nella produzione industriale si verificano spesso situazioni in cui è necessario determinare con precisione la temperatura di un oggetto senza contatto diretto con esso. I metodi convenzionali non danno il risultato desiderato, quindi gli scienziati hanno inventato vari pirometri per misurare la temperatura utilizzando un metodo senza contatto. I dispositivi iniziarono subito ad essere ampiamente utilizzati e divennero dispositivi indispensabili.

Informazioni generali sul dispositivo

Un pirometro è un dispositivo molto semplice e facile da usare. Per misurare la temperatura di un oggetto selezionato, è sufficiente puntare il dispositivo su di esso. Rileva istantaneamente il grado di riscaldamento e fornisce le letture.

Vantaggi e svantaggi

Il dispositivo pirometro, come la maggior parte dei dispositivi inventati, ha i suoi vantaggi e svantaggi. Sono determinati dalle caratteristiche del dispositivo e dalle condizioni di utilizzo.

I vantaggi includono quanto segue:

1. Semplicità di design e dimensioni contenute. I pirometri vengono utilizzati abbastanza spesso, quindi le loro dimensioni ridotte consentono di trasportarli anche nella tasca più piccola o in una borsa speciale.
2. Basso costo. L'uso di un numero minimo di parti nella progettazione consente ai produttori di produrre dispositivi in ​​grandi quantità e venderli a un prezzo basso.
3. Alta affidabilità. Il dispositivo ha buone prestazioni, indispensabili quando lo si utilizza in condizioni estreme.
4. Ampio campo di misura. La maggior parte dei pirometri moderni consente di determinare la temperatura di un oggetto nell'intervallo da 10 a 800 gradi. Nei dispositivi prodotti per compiti specifici, questo indicatore può raggiungere valori anche più alti.

Oltre agli aspetti positivi, ce ne sono anche di negativi. Devono essere presi in considerazione quando si sceglie e si acquista un dispositivo.

Tra gli svantaggi ci sono i seguenti:

1. Dipendenza del dispositivo dall'emissività dell'oggetto. Quando si misura la temperatura, un oggetto lucido e scuro ugualmente riscaldato avrà letture diverse.
2. Il pirometro può fornire letture errate a causa della struttura superficiale dell'oggetto da testare, delle sue condizioni fisiche e della presenza di rivestimenti protettivi.
3. È possibile correggere gli indicatori e impostare l'errore solo sui dispositivi più recenti. I vecchi dispositivi non hanno questa funzione.
4. La distanza influisce sulla precisione della misurazione. Più è grande, maggiore è la probabilità di fornire indicatori errati.

Applicazioni

I pirometri sono ampiamente utilizzati nella produzione in cui sono installati molti dispositivi di riscaldamento. Con il loro aiuto, viene controllata la temperatura della rete di riscaldamento, delle caldaie, delle linee del vapore e dei pezzi. Gli elettricisti utilizzano questo dispositivo per controllare il grado di riscaldamento di cavi, trasformatori e giunzioni di fili e metallurgisti - forni, macchine utensili, presse.

Il pirometro e l'autoriparatore non sono passati. Con loro controllano il riscaldamento del motore elettrico e di altre parti della macchina. Nell'industria alimentare, tali dispositivi vengono utilizzati per ottenere informazioni accurate sulla temperatura di conservazione di determinati prodotti alimentari.

I pirometri senza contatto vengono talvolta utilizzati per casi speciali. Tra questi, si segnalano i seguenti:

1. La necessità di effettuare una misurazione rapida (in caso di incendi e altre situazioni impreviste).
2. Indagine su oggetti o parti a bassa capacità termica.
3. Osservare il grado di riscaldamento degli oggetti che non devono essere toccati con le mani o altri dispositivi.
4. Misurazione della temperatura di un sottile strato superficiale di un prodotto o di una parte molto piccola di esso.
5. Controllo sul grado di riscaldamento del pezzo nella fabbricazione di parti di particolare importanza.
6. Studio di oggetti che funzionano con energia elettrica.
7. La necessità di determinare la temperatura di un oggetto in rapido movimento.
8. Controllo del grado di riscaldamento di unità difficili da raggiungere o delle sue singole parti.

Dispositivo e principio di funzionamento

Un pirometro si riferisce a dispositivi che consentono di misurare la temperatura di un oggetto a distanza da esso. Nella maggior parte dei casi, sono realizzati in una forma molto simile a una pistola. Un piccolo indicatore a cristalli liquidi è integrato nel dispositivo, che riceve tutte le informazioni sulle misurazioni e fornisce il risultato.

Le principali funzioni del dispositivo includono:

• calcolo e determinazione del valore massimo e minimo tra più misurazioni effettuate;
• notifica sonora e visiva al raggiungimento di un limite preimpostato;
• una piccola quantità di memoria incorporata per memorizzare le informazioni sulle misurazioni effettuate.

I dispositivi moderni hanno un'uscita USB. Con il suo aiuto, puoi trasferire rapidamente i dati su un computer ed elaborarli immediatamente.

Il pirometro è composto dalle seguenti parti:

• strumenti ottici;
• specchio;
• mirino e il suo asse;
• dispositivo di misurazione;
• convertitore elettronico;
• sensori;
• portafoto;
• pulsanti di controllo.

Tutti garantiscono il normale funzionamento del dispositivo e la consegna dei risultati più accurati.

Principio di funzionamento del pirometro:

1. Le ondate di calore dall'oggetto entrano nella campana del dispositivo.
2. Attraverso di esso, vanno al sensore di misurazione della temperatura.
3. Converte l'energia termica in un segnale elettrico. La potenza di quest'ultimo dipende dal grado di riscaldamento dell'oggetto. Più è alto, più corrente viene generata al sensore.
4. Quindi il segnale va a un convertitore elettronico, dove viene elaborato.
5. Il risultato finale viene visualizzato sullo schermo a cristalli liquidi.

Tipi di pirometri

Questi dispositivi, indispensabili nell'industria, vengono prodotti secondo le esigenze di una specifica produzione. Si dividono in diversi tipi:

1. Dal principio di funzionamento: ottico, infrarosso. I primi si dividono in altri due tipi, che prendono il nome di colore (confronta la luminosità dell'oggetto con altre regioni dello spettro) e luminosità (indagare il grado di radiazione proveniente dalla parte, con i valori dell'incandescenza fili).
2. Per metodo di puntamento: con guida ottica e laser.
3. Per emissività: costante e variabile.
4. Con il metodo di movimento: mobile, stazionario.
5. Secondo gli indicatori misurati: alta temperatura (per determinare indicatori superiori a +400 gradi Celsius) e bassa temperatura (per misurare fino a 30 gradi sotto zero).

Apparato ottico

Questo pirometro è considerato uno dei più comunemente usati. Effettua misurazioni nel campo dell'infrarosso e della luce visibile. Il dispositivo è composto dalle seguenti parti:

• lente;
• lampada;
• filtro attenuatore;
• filamento;
• reostato;
• millivoltmetro;
• leva del reostato;
• filtro monocromatico;
• oculare;
• varie maniglie per controllare il reostato e l'intero dispositivo.

Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sul confronto del grado di luminosità della radiazione emanata da un oggetto con lo stesso indicatore del filamento. L'ultimo parametro è determinato dal produttore e memorizzato nella memoria del pirometro.

L'apparato ottico funziona come segue:

1. La luce che emana dalla parte indagata entra nella lente del dispositivo.
2. Attraverso di esso, entra nell'oculare.
3. L'operatore vede il livello di luminosità in uscita e lo confronta con quello della lampada della temperatura. L'intero processo viene eseguito in luce monocromatica, che viene creata utilizzando uno speciale filtro di luce.
4. La temperatura viene misurata con un millivoltmetro. Ha una marcatura speciale, che tiene conto del grado di riscaldamento del filamento.

Radiometro a infrarossi

Questo tipo di pirometro funziona sulla base di un metodo di radiazione e in una gamma limitata di radiazione infrarossa. Per facilità d'uso, il dispositivo è dotato di uno speciale puntatore laser. Aiuta a puntare il dispositivo in un punto specifico della parte e misurarne la temperatura.

Un termometro a infrarossi è costituito dai seguenti componenti:

• diaframma;
• lente;
• involucro di rame;
• portafoto;
• lampada;
• filtro luce;
• oculare;
• incandescenza;
• millivoltmetro.

Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sulla cattura della radiazione termica proveniente da un oggetto caldo e sulla messa a fuoco con un elemento sensibile collegato ad una termocoppia.

Il dispositivo funziona in questo modo:

1. Il pirometro acceso è puntato sulla parte studiata in modo che si trovi nell'obiettivo e copra completamente altri oggetti dagli occhi umani.
2. L'oculare si muove e si ottiene la massima nitidezza dell'immagine. In questo caso, è importante utilizzare un filtro leggero. Non solo ti consentirà di misurare con maggiore precisione, ma proteggerà anche i tuoi occhi dagli effetti dannosi della luce intensa.
3. La radiazione termica entra nell'elemento sensibile del dispositivo. È realizzato sotto forma di un piatto di platino.
4. Ad esso sono saldate termocoppie, che si riscaldano a seconda della temperatura dell'oggetto.
5. Viene misurato e il risultato viene visualizzato sullo schermo del dispositivo.

Condizioni d'uso e precauzioni di sicurezza

Prima di utilizzare il pirometro, è necessario studiarne le istruzioni in dettaglio. Ciò aiuterà non solo a comprendere meglio il principio di funzionamento, ma ti salverà anche dalla maggior parte dei problemi che potrebbero sorgere durante il funzionamento.

Regole fondamentali:

1. Il dispositivo si accende e la sua campana è diretta verso l'oggetto della ricerca.
2. I limiti di misurazione sono determinati.
3. Le informazioni ricevute vengono emesse.
4. I dati vengono scritti nella memoria del dispositivo o su qualsiasi supporto esterno.

Il dispositivo è molto semplice e anche la persona che lo tiene tra le mani per la prima volta sarà in grado di lavorarci.

Oltre alle regole d'uso, non bisogna dimenticare le precauzioni di sicurezza. È necessario osservare tale Precauzioni quando si lavora con il dispositivo:

1. È vietato dirigere il pirometro negli occhi umani. Il raggio laser che emana da esso può causare ustioni e altri danni agli organi visivi.
2. Tenere il dispositivo fuori dalla portata dei bambini. Se ciò non viene fatto, il bambino potrebbe inciampare accidentalmente su di esso e usarlo come giocattolo. In questo caso, la minima negligenza può portare a danni di varia gravità.
3. Non posizionare il dispositivo su una superficie calda.
4. Dopo aver esaminato una superficie molto calda, la sonda a contatto diventa piuttosto calda. Puoi scottarti a causa di una manipolazione incauta.
5. Il dispositivo non deve essere immerso in acqua, in quanto non è sigillato. Tale negligenza può danneggiare il pirometro o causarne il malfunzionamento.
6. È vietato toccare l'oggetto indagato con il dispositivo, le mani o qualsiasi altra parte del corpo.

Un pirometro è un dispositivo utile che consente di determinare la temperatura con un metodo senza contatto. Se tutto viene eseguito correttamente e vengono seguite le raccomandazioni dei professionisti, è possibile eseguire rapidamente le misurazioni richieste e ottenere i risultati più accurati. Durante il lavoro, non dobbiamo dimenticare la sicurezza personale.