Pirometry do bezdotykowego pomiaru temperatury: informacje ogólne, rodzaje, zasady użytkowania

W produkcji przemysłowej często pojawiają się sytuacje, w których konieczne jest dokładne określenie temperatury przedmiotu bez bezpośredniego kontaktu z nim. Konwencjonalne metody nie dają pożądanych rezultatów, dlatego naukowcy wynaleźli różne pirometry do pomiaru temperatury metodą bezkontaktową. Urządzenia natychmiast zaczęły być szeroko stosowane i stały się niezbędnymi urządzeniami.

Ogólne informacje o urządzeniu

Pirometr to bardzo proste i łatwe w obsłudze urządzenie. Aby zmierzyć temperaturę wybranego obiektu wystarczy skierować na niego urządzenie. Natychmiast wykrywa stopień nagrzania i podaje odczyty.

Zalety i wady

Urządzenie pirometr, podobnie jak większość wymyślonych urządzeń, ma swoje zalety i wady. Są one określane przez charakterystykę urządzenia i warunki użytkowania.

Korzyści obejmują:

1. Prostota konstrukcji i małe wymiary. Pirometry są używane dość często, więc ich niewielkie rozmiary pozwalają na noszenie ich nawet w najmniejszej kieszeni czy specjalnej torbie.
2. Niska cena. Zastosowanie w projekcie minimalnej liczby części pozwala producentom produkować urządzenia w dużych ilościach i sprzedawać je po niskiej cenie.
3. Wysoka niezawodność. Urządzenie charakteryzuje się dobrą wydajnością, która jest niezbędna podczas użytkowania go w ekstremalnych warunkach.
4. Szeroki zakres pomiarowy. Większość nowoczesnych pirometrów pozwala określić temperaturę obiektu w zakresie od 10 do 800 stopni. W urządzeniach produkowanych do konkretnych zadań wskaźnik ten może osiągać jeszcze wyższe wartości.

Oprócz pozytywnych aspektów są też negatywne. Muszą być brane pod uwagę przy wyborze i zakupie urządzenia.

Wśród wad są następujące:

1. Zależność urządzenia od emisyjności obiektu. Podczas pomiaru temperatury równie podgrzany błyszczący i ciemny obiekt będzie miał różne odczyty.
2. Pirometr może dawać błędne odczyty ze względu na strukturę powierzchni badanego obiektu, jego stan fizyczny oraz obecność powłok ochronnych.
3. Możliwa jest korekta wskaźników i ustawienie błędu tylko na najnowszych urządzeniach. Stare urządzenia nie mają tej funkcji.
4. Odległość wpływa na dokładność pomiaru. Im jest większy, tym większe prawdopodobieństwo podania nieprawidłowych wskaźników.

Aplikacje

Pirometry są szeroko stosowane w produkcji, w której zainstalowanych jest wiele urządzeń grzewczych. Za ich pomocą sprawdzana jest temperatura sieci grzewczej, kotłów, linii parowych i przedmiotów obrabianych. Elektrycy używają tego urządzenia do sprawdzania stopnia nagrzania kabli, transformatorów i złączy, a hutnicy - piece, obrabiarki, prasy.

Pirometr i mechanik samochodowy nie przeszli. Sprawdzają za ich pomocą nagrzewanie się silnika elektrycznego i innych części maszyny. W przemyśle spożywczym takie urządzenia służą do uzyskania dokładnych informacji o temperaturze przechowywania niektórych produktów spożywczych.

Pirometry bezkontaktowe są czasami używane w szczególnych przypadkach. Wśród nich warto zwrócić uwagę na:

1. Konieczność wykonania szybkiego pomiaru (w przypadku pożarów i innych nieprzewidzianych sytuacji).
2. Badanie obiektów lub części o małej pojemności cieplnej.
3. Obserwuj stopień nagrzania przedmiotów, których nie należy dotykać rękami ani żadnymi urządzeniami.
4. Pomiar temperatury cienkiej warstwy powierzchniowej produktu lub bardzo małej jego części.
5. Kontrola stopnia nagrzania przedmiotu obrabianego w produkcji części o szczególnym znaczeniu.
6. Badanie obiektów zasilanych energią elektryczną.
7. Konieczność określenia temperatury szybko poruszającego się obiektu.
8. Sprawdzenie stopnia nagrzania trudno dostępnych jednostek lub ich poszczególnych części.

Urządzenie i zasada działania

Pirometr odnosi się do urządzeń, które pozwalają mierzyć temperaturę obiektu z pewnej odległości. W większości przypadków mają one kształt bardzo zbliżony do pistoletu. W urządzenie wbudowany jest mały wskaźnik ciekłokrystaliczny, który odbiera wszystkie informacje o pomiarach i podaje ich wynik.

Główne funkcje urządzenia to:

• obliczenie i określenie wartości maksymalnej i minimalnej spośród kilku wykonanych pomiarów;
• powiadomienie dźwiękowe i wizualne po osiągnięciu ustawionego limitu;
• niewielka ilość wbudowanej pamięci do przechowywania informacji o wykonanych pomiarach.

Nowoczesne urządzenia posiadają wyjście USB. Za jego pomocą możesz szybko przenieść dane do komputera i natychmiast je przetworzyć.

Pirometr składa się z następujących części:

• przyrządy optyczne;
• lustro;
• wizjer i jego oś;
• urządzenie pomiarowe;
• konwerter elektroniczny;
• czujniki;
• rama;
• przyciski sterujące.

Wszystkie zapewniają normalne funkcjonowanie urządzenia i dostarczanie najdokładniejszych wyników.

Zasada działania pirometru:

1. Fale ciepła z obiektu wchodzą do dzwonu urządzenia.
2. Za jego pośrednictwem trafiają do czujnika pomiaru temperatury.
3. Zamienia energię cieplną na sygnał elektryczny. Moc tego ostatniego zależy od stopnia nagrzania obiektu. Im wyższy, tym większy prąd jest generowany na czujniku.
4. Następnie sygnał trafia do przetwornika elektronicznego, gdzie jest przetwarzany.
5. Gotowy wynik jest wyświetlany na ekranie ciekłokrystalicznym.

Rodzaje pirometrów

Urządzenia te, niezbędne w przemyśle, produkowane są na potrzeby konkretnej produkcji. Są podzielone na kilka typów:

1. Zgodnie z zasadą działania: optyczna, podczerwień. Pierwsze dzielą się na dwa kolejne typy, które nazywane są kolorami (porównaj jasność obiektu z innymi obszary widma) i jasności (zbadaj stopień promieniowania pochodzącego z części, z wartościami żarzenia wątki).
2. Metodą celowania: z prowadzeniem optycznym i laserowym.
3. Według emisyjności: stała i zmienna.
4. Metodą ruchu: mobilną, stacjonarną.
5. Według zmierzonych wskaźników: wysoka temperatura (do określania wskaźników powyżej +400 stopni Celsjusza) i niska temperatura (do pomiaru do 30 stopni poniżej zera).

Aparatura optyczna

Ten pirometr jest uważany za jeden z najczęściej używanych. Wykonuje pomiary w zakresie podczerwieni i światła widzialnego. Urządzenie składa się z następujących części:

• obiektyw;
• lampa;
• filtr tłumiący;
• włókno;
• opornica;
• miliwoltomierz;
• dźwignia reostatu;
• filtr monochromatyczny;
• okular;
• różne uchwyty do sterowania reostatem i całym urządzeniem.

Zasada działania urządzenia opiera się na porównaniu stopnia jasności promieniowania emitowanego z obiektu z tym samym wskaźnikiem żarnika. Ostatni parametr jest określany przez producenta i przechowywany w pamięci pirometru.

Aparat optyczny działa w następujący sposób:

1. Światło emanujące z badanej części trafia do soczewki urządzenia.
2. Przez nią wchodzi do okularu.
3. Pracownik widzi wyjściowy poziom jasności i porównuje go z poziomem lampy temperatury. Cały proces odbywa się w świetle monochromatycznym, które tworzy specjalny filtr świetlny.
4. Temperatura jest mierzona miliwoltomierzem. Posiada specjalne oznaczenie, które uwzględnia stopień nagrzania żarnika.

Radiometr na podczerwień

Ten typ pirometru działa w oparciu o metodę radiacyjną oraz w ograniczonym zakresie promieniowania podczerwonego. Dla ułatwienia użytkowania urządzenie wyposażone jest w specjalny wskaźnik laserowy. Pomaga skierować urządzenie w określone miejsce na części i zmierzyć jej temperaturę.

Termometr na podczerwień składa się z następujących elementów:

• membrana;
• obiektyw;
• miedziana obudowa;
• rama;
• lampa;
• filtr światła;
• okular;
• blask;
• miliwoltomierz.

Zasada działania urządzenia polega na wychwyceniu promieniowania cieplnego pochodzącego z gorącego obiektu i skupieniu za pomocą czułego elementu połączonego z termoparą.

Urządzenie działa w ten sposób:

1. Włączony pirometr jest nakierowany na badaną część tak, aby znajdowała się w soczewce i całkowicie zakrywała inne obiekty przed ludzkimi oczami.
2. Okular porusza się i uzyskuje się maksymalną wyrazistość obrazu. W takim przypadku ważne jest zastosowanie lekkiego filtra. Umożliwi nie tylko dokładniejszy pomiar, ale także ochroni oczy przed szkodliwym działaniem jasnego światła.
3. Promieniowanie cieplne wnika do czułego elementu urządzenia. Wykonany jest w formie platynowej płyty.
4. Przylutowane są do niego termopary, które nagrzewają się w zależności od temperatury obiektu.
5. Jest mierzony, a wynik wyświetlany na ekranie urządzenia.

Warunki użytkowania i środki ostrożności

Przed użyciem pirometru należy szczegółowo zapoznać się z jego instrukcjami. Pomoże to nie tylko lepiej zrozumieć zasadę działania, ale także uchroni Cię przed większością problemów, które mogą pojawić się podczas pracy.

Podstawowe zasady:

1. Urządzenie włącza się, a jego dzwonek jest skierowany w stronę obiektu badań.
2. Określono granice pomiaru.
3. Otrzymane informacje są wydawane.
4. Dane są zapisywane w pamięci urządzenia lub na dowolnym nośniku zewnętrznym.

Urządzenie jest bardzo proste i nawet osoba, która po raz pierwszy trzyma je w dłoniach, będzie mogła z nim pracować.

Oprócz zasad użytkowania nie należy zapominać o środkach ostrożności. Konieczne jest obserwowanie takich Środki ostrożności podczas pracy z urządzeniem:

1. Zabronione jest kierowanie pirometru w ludzkie oczy. Emanująca z niego wiązka laserowa może powodować oparzenia i inne uszkodzenia narządów wzroku.
2. Przechowuj urządzenie poza zasięgiem dzieci. Jeśli tego nie zrobisz, dziecko może przypadkowo na niego natknąć się i użyć jako zabawki. W takim przypadku najmniejsze zaniedbanie może prowadzić do szkód o różnym stopniu nasilenia.
3. Nie umieszczaj urządzenia na gorącej powierzchni.
4. Po zbadaniu bardzo gorącej powierzchni sonda kontaktowa staje się dość gorąca. Możesz się poparzyć z powodu nieostrożnego obchodzenia się.
5. Urządzenia nie wolno zanurzać w wodzie, ponieważ nie jest uszczelnione. Takie zaniedbanie może spowodować uszkodzenie pirometru lub jego awarię.
6. Nie dotykaj badanego przedmiotu urządzeniem, rękami ani innymi częściami ciała.

Pirometr to przydatne urządzenie, które umożliwia określenie temperatury metodą bezkontaktową. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie i przestrzegane będą zalecenia profesjonalistów, możesz szybko wykonać wymagane pomiary i uzyskać najdokładniejsze wyniki. Podczas pracy nie możemy zapominać o bezpieczeństwie osobistym.