Pyrometer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. maj 2020; checks kræver 5 redigeringer .

Pyrometer (fra andet græsk πῦρ " ild , varme" + μετρέω "jeg måler") er et apparat til berøringsfri måling af kropstemperatur . Funktionsprincippet er baseret på måling af effekten af den termiske stråling af et objekt, hovedsageligt inden for områderne infrarød stråling og synligt lys .

Udnævnelse

Pyrometre bruges til at fjernbestemme temperaturen på genstande i industrien, hverdagen, boliger og kommunale tjenester , i virksomheder, hvor temperaturkontrol på forskellige teknologiske produktionsstadier er af stor betydning (stålindustri, olieraffineringsindustri). Pyrometre kan fungere som et middel til sikker fjerntemperaturmåling af glødende genstande, hvilket gør dem uundværlige for at sikre korrekt kontrol i tilfælde, hvor fysisk interaktion med det kontrollerede objekt er umuligt på grund af høje temperaturer. De kan bruges som varmedetektorer (forbedrede modeller) til at bestemme områder med kritiske temperaturer i forskellige industriområder.

Historie

Et af de første pyrometre blev opfundet af Pieter van Muschenbroek . Oprindeligt blev udtrykket brugt i forhold til instrumenter designet til at måle temperatur visuelt ved lysstyrken og farven af et stærkt opvarmet (varmt) objekt. På nuværende tidspunkt er betydningen noget udvidet, især nogle typer pyrometre (det er mere korrekt at kalde sådanne enheder infrarøde radiometre ) måler ret lave temperaturer (0 ° C og endnu lavere).

Udviklingen af moderne pyrometri og bærbare pyrometre begyndte i midten af 1960'erne og fortsætter den dag i dag. Det var på dette tidspunkt, at de vigtigste fysiske opdagelser blev gjort, som gjorde det muligt at starte produktionen af industrielle pyrometre med høje forbrugeregenskaber og små overordnede dimensioner. Det første bærbare pyrometer blev udviklet og fremstillet af det amerikanske firma Wahl i 1967. Det nye princip om at konstruere komparative paralleller, da konklusionen om kroppens temperatur blev lavet på grundlag af data fra en infrarød modtager, der bestemmer mængden af termisk energi , der udsendes af kroppen , gjorde det muligt at udvide grænserne for måling betydeligt temperaturen af faste og flydende legemer .

Klassifikation af pyrometre

Pyrometre kan opdeles efter flere hovedtræk:

Optisk . De giver dig mulighed for visuelt at bestemme, som regel, uden brug af specielle enheder, temperaturen på et opvarmet legeme , ved at sammenligne dens farve med farven på et referencemetalglødetråd opvarmet af en elektrisk strøm i specielle glødelamper til måling .
Stråling . Temperaturen estimeres ved hjælp af den genberegnede indikator for termisk strålingseffekt . Hvis pyrometeret måler i et bredt spektralbånd af stråling , så kaldes et sådant pyrometer et totalstrålingspyrometer .
Farve (andre navne: multispektralt, spektralt forhold ) - giver dig mulighed for at måle temperaturen på et objekt baseret på resultaterne af at sammenligne dens termiske stråling i forskellige dele af spektret .

Temperaturområde

Lav temperatur . De har evnen til at måle temperaturen på objekter med lav i forhold til stuetemperaturer, for eksempel temperaturerne i køleskabe.
Høj temperatur . Kun temperaturen af stærkt opvarmede legemer estimeres, når bestemmelsen "ved øjet" ikke er mulig. Normalt har de en betydelig fejl mod den øvre grænse for målingen af enheden.

Ydeevne

Bærbar . De er praktiske i drift under forhold, hvor den nødvendige målenøjagtighed er påkrævet , med mobilitet, for eksempel til at måle temperaturen på rørledningssektioner på svært tilgængelige steder. Typisk er sådanne bærbare enheder udstyret med et lille display, der viser grafisk eller tekst-numerisk information.
Stationær . Er beregnet til mere nøjagtig måling af temperatur på objekter. De bruges hovedsageligt i store industrielle virksomheder til kontinuerlig overvågning af den teknologiske proces i produktionen af smeltede metaller og plast.

Visualisering af mængder

Tekst-numerisk metode . Den målte temperatur er udtrykt i grader på det digitale display. Undervejs kan du se yderligere information.
Grafisk metode . Giver dig mulighed for at se det observerede objekt i den spektrale nedbrydning af områderne med lave, mellemstore og høje temperaturer, fremhævet i forskellige farver.

Uanset klassificeringen kan pyrometre forsynes med yderligere strømkilder, såvel som midler til at overføre information og kommunikere med en computer eller specialiserede enheder (normalt via RS-232- bussen ).

Vigtigste fejlkilder i pyrometre

De vigtigste egenskaber ved pyrometeret, som bestemmer nøjagtigheden af temperaturmålingen, er den optiske opløsning og indstillingen af objektets emissivitet [1] .

Nogle gange omtales optisk opløsning som synsindeks. Denne indikator beregnes som forholdet mellem diameteren af stedet (cirklen) på overfladen, hvorfra strålingen registreres af pyrometeret, og afstanden til objektet. For at vælge den rigtige enhed skal du kende omfanget af dens anvendelse. Hvis det er nødvendigt at tage temperaturmålinger fra en kort afstand, er det bedre at vælge et pyrometer med en lille opløsning, for eksempel 4:1. Hvis temperaturen skal måles på flere meters afstand, anbefales det at vælge et pyrometer med højere opløsning, så fremmedlegemer ikke kommer ind i synsfeltet. Mange pyrometre har en laserpointer til præcis målretning.

Emissivitet ε (emissivitet, emissivitet) - et materiales evne til at reflektere indfaldende stråling. Denne indikator er vigtig ved måling af overfladetemperatur med et infrarødt termometer (pyrometer). Denne indikator er defineret som forholdet mellem den energi, der udsendes af en given overflade ved en bestemt temperatur, og strålingsenergien fra et helt sort legeme ved samme temperatur. Det kan tage værdier fra 0 til 1 [2] . Brugen af en forkert emissionsfaktor er en af hovedkilderne til målefejl for alle pyrometriske temperaturmålingsmetoder. Emissionsevnen er stærkt påvirket af oxidationen af metaloverfladen. Så hvis koefficienten for oxideret stål er cirka 0,85, falder den for poleret stål til 0,75.

Ansøgning

Termisk kraftteknik - til hurtig og nøjagtig temperaturkontrol i områder, der ikke er tilgængelige eller lidt tilgængelige for en anden type måling.

Elindustri - kontrol og brandsikkerhed, drift af faciliteter (jernbanetransport - temperaturkontrol af akselkasser og kritiske enheder af gods- og personbiler).

Laboratorieundersøgelser - når der udføres undersøgelser af aktive stoffer i aktive medier, såvel som i de tilfælde, hvor kontaktmetoden krænker forsøgets renhed (for eksempel er kroppen så lille, at den ved måling med kontaktmetoden mister en betydelig del af varmen, eller er simpelthen for skrøbelig til denne type måling). Det bruges i astronautik (kontrol, eksperimenter)

Konstruktionspyrometre bruges til at bestemme varmetab i bolig- og industribygninger, på varmeledninger , for effektivt at finde brud i den varmeisolerende skal .

Husholdningsapplikationer - måling af kropstemperatur, mad under madlavning og meget mere.

Et separat stort anvendelsesområde for pyrosensorer er bevægelsessensorer i bygningssikkerhedssystemer. Sensorer reagerer på ændringer i infrarød stråling i rummet.

Se også

Noter

↑ Valg af pyrometer. Optisk opløsning
↑ Materialemissionsfaktorer (typiske værdier). . Hentet 16. april 2015. Arkiveret fra originalen 19. april 2015. (ubestemt)

Litteratur

Bøger

Lineweg F. Måling af temperaturer i teknologi. Vejviser. - Moskva "Metallurgi", 1980
Kriksunov L. Z. Håndbog om det grundlæggende i infrarød teknologi. - M .: Sovjetisk radio, 1978. - 400 s.
Kremenchugsky L. S., Roitsina O. V. Pyroelektriske strålingsdetektorer. - Kiev: Nauk. Dumka, 1979. - 381 s.
Temperaturmålinger. Vejviser. - Kiev: Naukova Dumka, 1989, 703 s.
Ribot G. Optisk pyrometri, trans. fra fransk, M. - L., 1934
Gordov A. N. Fundamentals of pyrometry, 2. udgave, M., 1971.
Sosnovsky A. G., Stolyarova N. I. Måling af temperaturer. - M .: Udvalg for standarder, foranstaltninger og måleinstrumenter, 1970. - S. 257.
Rantsevich VB Pyrometri med fremmede strålingskilder. - Minsk: Videnskab og teknologi.:, 1989, -104s..

Magasiner

Belozerov A. F., Omelaev A. I., Filippov V. L. Moderne anvisninger for anvendelse af IR-radiometre og termiske kameraer i videnskabelig forskning og teknologi. // Optisk magasin, 1998, nr. 6, s.16.
Skoblo V.S. Om estimering af virkningsområdet for termiske billeddannelsessystemer. // Nyheder om videregående uddannelsesinstitutioner. Instrumentering. 2001. V.44, nr. 1, s. 47.
Zakharchenko V. A., Shmoylov A. V. Modtager af infrarød stråling // Instruments and Experimental Technique, 1979, nr. 3, s.220.
Ismailov M. M., Petrenko A. A., Astafiev A. A., Petrenko A. G. Infrarødt radiometer til bestemmelse af termiske profiler og indikering af temperaturforskel. // Apparater og eksperimentel teknik, 1994, nr. 4, s.196.
Mukhin Yu. D., Podyachev S. P., Tsukerman V. G., Chubakov P. A. Strålingspyrometre til fjernmåling og kontrol af temperatur RAPAN-1 og RAPAN-2 // Instruments and experimental technique, 1997, No. 5, p.161.
Afanasiev A. V., Lebedev V. S., Orlov I. Ya., Khrulev A. E. Infrarødt pyrometer til overvågning af materialers temperatur i vakuuminstallationer // Instruments and Experimental Technique, 2001, nr. 2, s. 155-158.
Avdoshin E. S. Lysleder infrarøde radiometre (gennemgang) // Instrumenter og eksperimentel teknik, 1988, nr. 2, s.5.
Avdoshin E.S. Fiber infrarødt radiometer. // Apparater og eksperimentel teknik, 1989, nr. 4, s.189.
Sidoryuk OE Pyrometri under forhold med intens baggrundsstråling. // Apparater og eksperimentel teknik, 1995, nr. 4, s.201.
Porev V. A. Tv-pyrometer // Instrumenter og eksperimentel teknik, 2002, nr. 1, s.150.
Shirobokov A. M., Shchupak Yu. A., Chuikin V. M. Behandling af termiske billeddannelsesbilleder opnået med Terma-2 multispektral termisk billedkamera. // Nyheder om videregående uddannelsesinstitutioner. Instrumentering. 2002. V.45, nr. 2, s.17.
Bukaty V. I., Perfilyev V. O. Automatiseret farvepyrometer til måling af høje temperaturer under laseropvarmning. // Apparater og eksperimentel teknik, 2001, nr. 1, s.160.
Chrzanowski K., Bielecki Z., Szulim M. Sammenligning af temperaturopløsning af enkeltbånds, dual-band og multiband infrarøde systemer // Applied Optics. 1999 bind. 38 nr. 13. s. 2820.
Chrzanowski K., Szulim M. Fejl ved temperaturmåling med multibånd infrarøde systemer // Applied Optics. 1999 bind. 38 nr. 10. s. 1998.