Hoe zijn contactloze thermometers gerangschikt en werken ze?

Contactloze thermometers of pyrometers zijn tegenwoordig handige apparaten voor temperatuurmeting op afstand van verschillende objecten, vloeistoffen of vaste stoffen. Ze worden veel gebruikt in de energie-industrie voor de operationele controle van de temperatuur van belangrijke gebieden, in de elektrische energie-industrie om brandveiligheid te waarborgen, in laboratoriumomstandigheden, in bedrijven, in de bouw voor het berekenen van warmteverliezen, in het dagelijks leven, in beveiligingssystemen en nog veel meer.

Het eerste dergelijke apparaat werd in 1731 uitgevonden door de Nederlandse natuurkundige Peter van Mushenbrook, en de metingen werden visueel uitgevoerd, het was mogelijk om de temperatuur van een roodgloeiend lichaam te beoordelen. Maar moderne soorten pyrometers hebben hun toepassingsgebied sterk uitgebreid, en zelfs temperaturen in de buurt van nul kunnen worden gemeten graden Celsius en lager. Het principe is echter in het algemeen hetzelfde gebleven - het vermogen van de thermische straling die van het object afkomstig is, wordt gemeten en hieruit wordt een conclusie getrokken over de temperatuur. Metingen worden uitgevoerd in het infrarode en zichtbare spectrale bereik.

In 1967 introduceerde het Amerikaanse bedrijf Wahl de eerste draagbare pyrometer, omdat in de jaren 60 de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen werden gedaan, die de basis legden voor de ontwikkeling van de ontwikkeling van industriële pyrometers met voldoende hoge kenmerken met kleine afmetingen. Het principe gebaseerd op de constructie van vergelijkende parallellen, met behulp van een infraroodontvanger die in staat is om de hoeveelheid thermische energie te bepalen die door het object wordt uitgezonden, heeft het bereik van temperatuurmetingen voor zowel vloeibare als vaste lichamen aanzienlijk uitgebreid.

Op dit moment zijn pyrometers erg populair en worden ze veel gebruikt voor contactloze metingen op afstand van de temperatuur van objecten in het dagelijks leven, in de woning- en utiliteitssector, in bedrijven, waar temperatuurregeling van verschillende processen vereist is in de productiefasen en tijdens de werking van veel apparaten. Pyrometers maken het mogelijk om de temperatuur van zelfs een heet lichaam veilig te meten, zonder fysiek contact te hoeven maken.

Pyrometers zijn optisch, straling en kleur. De eerstgenoemde maakt een visuele vergelijking mogelijk van de kleur van het verwarmde lichaam met de kleur van de referentiedraad, en bepaalt aldus de temperatuur. Straling berekent de kracht van thermische straling opnieuw en kan een redelijk breed temperatuurbereik meten. Kleur vergelijkt de thermische straling van het object in verschillende spectra en berekent vervolgens de temperatuur, dergelijke pyrometers hebben ook een breed scala aan metingen.

Alle pyrometers kunnen ook worden onderverdeeld in lage temperatuur en hoge temperatuur. Met lage temperaturen kunt u zelfs temperaturen onder nul meten, en hoge temperaturen hebben een hoge bovenste meetlimiet.

Afhankelijk van het type uitvoering verschillen de pyrometers in draagbaar en stationair. Deze laatste worden in grote industriële ondernemingen gebruikt voor een zeer precieze en continue controle van het technologische proces, bijvoorbeeld bij de productie van gesmolten kunststoffen en metalen. Draagbare pyrometers zijn populair in het dagelijks leven en als draagbare thermometers in verschillende industrieën presenteren ze duidelijk informatie over de temperatuur op het display in tekst of grafische vorm.

Het apparaat en de werking van een moderne infraroodpyrometer kunnen als volgt worden beschreven. De warmtestraal die door het apparaat wordt ontvangen, wordt gefocust door het optische systeem en valt vervolgens aan temperatuur sensor (dit is de primaire pyrometrische transducer), wordt een elektrisch signaal verkregen aan de uitgang van de pyrometrische transducer, waarvan de waarde evenredig is met de temperatuurwaarde van het te bestuderen object. Het signaal dat van de sensor wordt ontvangen, gaat vervolgens door de elektronische transducer (dit is een secundaire pyrometrische transducer) en komt het meet- en rekenapparaat binnen en wordt daarin verwerkt. Het berekeningsresultaat wordt weergegeven op het display, in de meest populaire modellen - in de vorm van getallen.

Om de exacte waarde van de oppervlaktetemperatuur van het bestudeerde object te krijgen, hoeft de gebruiker het apparaat dus alleen maar aan te zetten, op het bestudeerde object te richten en op de startknop te drukken. Het meetresultaat wordt op het display weergegeven in de vorm van getallen of grafisch in de vorm van een meerkleurig beeld, waarbij spectraal de gebieden met lage, gemiddelde en hoge temperaturen in verschillende kleuren worden gemarkeerd.

Belangrijkste technische kenmerken van pyrometers:

• optische resolutie (modellen met een resolutie van 2: 1 tot 600: 1 zijn beschikbaar);

• gemeten temperatuurbereik (maximaal - van -50 ° C tot + 4000 ° C);

• meetresolutie - typische waarden zijn 0,1 ° C of 1 ° C;

• meetnauwkeurigheid (± 1,5% wordt als optimaal beschouwd);

• snelheid (moderne pyrometers vereisen niet meer dan 1 seconde);

• emissiviteit - kan op maat of vast zijn;

• richtmethode - laserpointer of optische geleiding.

De belangrijkste parameters van de pyrometers zijn het instellen van de zwartheidsgraad van het object en de optische resolutie (zichtindicator) van het apparaat. De optische resolutie van de pyrometer wordt gekenmerkt door de verhouding van de afstand van de pyrometer tot het oppervlak van het lichaam en de diameter van een ronde plek op het oppervlak van het lichaam (het gebied van nauwkeurige temperatuurmeting wordt beperkt door deze plek), waarvan de temperatuur wordt gemeten.

Dus als temperatuurmetingen vanaf een korte afstand vereist zijn, wordt een pyrometer met een kleine resolutie, bijvoorbeeld 4: 1, gebruikt en als metingen vanaf meerdere meters worden gepland, moet de resolutie groter zijn zodat er geen vreemde voorwerpen in het gezichtsveld van het apparaat vallen. Vaak zijn pyrometers uitgerust met een laserpointer om het instrument nauwkeuriger op het te bestuderen object te richten.

De mate van zwartheid of emissiviteit van het materiaal kenmerkt de reflectiviteit van het materiaal zelf, waarvan de temperatuur op afstand wordt gemeten door een pyrometer. Voor een infraroodthermometer, die tegenwoordig populair is, is deze indicator uiterst belangrijk. Het bepaalt de verhouding tussen de energie die wordt uitgezonden door het onderzochte oppervlak en de energie die wordt uitgezonden door een volledig zwart lichaam bij dezelfde temperatuur, en de waarde van deze parameter ligt in het bereik van 0 tot 1. Aldus heeft geoxideerd staal een zwartheid van 0,85 en gepolijst - 0,075.

Op veel online handelssites en in elektronicawinkels zijn draagbare lasergeoriënteerde pyrometers tegenwoordig overal vertegenwoordigd, die perfect zijn voor huishoudelijke behoeften, evenals speciale medische pyrometers om kwikthermometers te vervangen. Voor industriële doeleinden worden nauwkeurigere en duurdere pyrometers gebruikt, die onder andere hulpmiddelen hebben voor het verzenden van informatie en de mogelijkheid om verbinding te maken met een computer en speciale apparaten.

Zie ook: Temperatuursensoren - thermistors