Hvad er en strålingspyrometer?
Hvad er en strålingspyrometer?
Definition af strålingspyrometer
En strålingspyrometer, en ikke-berøringstemperatursensor, måler temperaturen ved at opdage det naturligt udsendte termiske stråling fra et objekt. Strålingen afhænger af objektets temperatur og emissivitet - evnen til at udsende varme i forhold til en perfekt sort krop.
Q er den termiske stråling
ϵ er kroppens emissivitet (0 < ϵ < 1)
σ er Stefan-Boltzmanns konstant
T er den absolute temperatur i Kelvin
Komponenter i en strålingspyrometer
En linse eller spejl fokuserer objektets termiske stråling på et modtagerelement, der konverterer den til målbare data.
Et modtagerelement, der konverterer den termiske stråling til et elektrisk signal. Dette kan være en resistansetemperaturmåler, en termokobling eller en fotodetektor.
Et registreringsinstrument, der viser eller registrerer temperaturmålingen baseret på det elektriske signal. Dette kan være en millivoltmeter, en galvanometer eller en digital display.
Typer af strålingspyrometre
Der findes hovedsageligt to typer strålingspyrometre: fast fokus type og variabel fokus type.
Fast fokus type strålingspyrometer
En fast-fokus type strålingspyrometer har en lang rør med en smal åbning for enden og et konkavt spejl i bagenden.
En følsom termokobling placeres foran det konkave spejl på en passende afstand, således at den termiske stråling fra objektet reflekteres af spejlet og fokuseres på den varme forbindelse af termokoblingen. Den genererede spænding i termokoblingen måles derefter af en millivoltmeter eller en galvanometer, som kan kalibreres direkte med temperaturen.
Forskydningen ved denne type pyrometer er, at den ikke behøver justering for forskellige afstande mellem objektet og instrumentet, da spejlet altid fokuserer strålingen på termokoblingen. Dog har denne type pyrometer en begrænset måleområde og kan blive påvirket af støv eller snavs på spejlet eller linse.
Variabel fokus type strålingspyrometer
En variabel fokus type strålingspyrometer har et justerbart konkavt spejl lavet af højt poleret stål.
Den termiske stråling fra objektet modtages først af spejlet og reflekteres derefter på en sortet termojunction, bestående af en lille kobber- eller sølvdisk, hvorpå ledene, der danner junctionen, er sodret. Det synlige billede af objektet kan ses på disken gennem et øjenstykke og et centralt hul i hovedspejlet.
Positionen af hovedspejlet justeres, indtil fokuspunktet falder sammen med disken. Opvarmningen af termojunctionen på grund af det termiske billede på disken producerer en spænding, der måles af en millivoltmeter eller en galvanometer. Fordele ved denne type pyrometer er, at den kan måle temperaturer over et bredt område og også kan måle usynlige stråler fra stråling. Dog kræver denne type pyrometer nøje justering og justering for præcise læsninger.
Fordele
De kan måle høje temperaturer over 600°C, hvor andre sensorer kan smelte eller skades.
De har ikke brug for fysisk kontakt med objektet, hvilket undgår forurening, korrosion eller støj.
De har en hurtig respons og høj udbringning.
De påvirkes mindre af korrosive atmosfærer eller elektromagnetiske felt.
Ulemper
Disse enheder kan vise fejl pga. ikke-lineære skalaer, variationer i emissivitet, ændringer i omgivelser og kontaminanter på optiske dele.
De kræver kalibrering og vedligeholdelse for præcise læsninger.
De kan være dyre og komplekse at operere.
