Τι είναι ένας πυρομέτρης ακτινοβολίας;

Τι είναι Πυρομέτρης Ακτινοβολίας;

Ορισμός Πυρομέτρη Ακτινοβολίας

Ο πυρομέτρης ακτινοβολίας, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας χωρίς επαφή, μετρά τη θερμοκρασία ανιχνεύοντας τη φυσικά εκπέμπουμενη θερμική ακτινοβολία ενός αντικειμένου. Η ακτινοβολία εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την εκπομπικότητα του αντικειμένου - την ικανότητα να εκπέμπει θερμότητα σε σύγκριση με τον τέλειο μαύρο σώμα.

• Q είναι η θερμική ακτινοβολία

• ϵ είναι η εκπομπικότητα του σώματος (0 < ϵ < 1)

• σ είναι η σταθερά Stefan-Boltzmann

• T είναι η απόλυτη θερμοκρασία σε Kelvin

Συστατικά Μέρη Πυρομέτρη Ακτινοβολίας

• Ένα φακό ή κατόπτρο εστιάζει τη θερμική ακτινοβολία του αντικειμένου σε ένα δέκτη στοιχείο, μετατρέποντάς την σε μετρήσιμα δεδομένα.

• Ένα δέκτη στοιχείο που μετατρέπει τη θερμική ακτινοβολία σε ηλεκτρικό σήμα. Αυτό μπορεί να είναι ένα θερμομέτρο αντίστασης, ένα θερμοστρόβιλο ή ένα φωτοδέτεκτορα.

• Ένα όργανο καταγραφής που εμφανίζει ή καταγράφει την ανάγνωση της θερμοκρασίας βάσει του ηλεκτρικού σήματος. Αυτό μπορεί να είναι ένα μιλιβολτόμετρο, ένα γαλβανόμετρο ή ένα ψηφιακό πίνακα.

Τύποι Πυρομέτρη Ακτινοβολίας

Υπάρχουν κυρίως δύο τύποι πυρομέτρη ακτινοβολίας: τύπος σταθερής εστίασης και τύπος μεταβλητής εστίασης.

Πυρομέτρης Ακτινοβολίας Τύπου Σταθερής Εστίασης

Ο πυρομέτρης ακτινοβολίας τύπου σταθερής εστίασης έχει ένα μακρύ σωλήνα με μια στενή διάτρηση στο μπροστινό του άκρο και ένα κοίλο κατόπτρο στο πίσω του άκρο.

Ένα ευαίσθητο θερμοστρόβιλο τοποθετείται μπροστά από το κοίλο κατόπτρο σε κατάλληλη απόσταση, ώστε η θερμική ακτινοβολία του αντικειμένου να αντανακλάται από το κατόπτρο και να εστιάζεται στη θερμή σύνδεση του θερμοστρόβιλου. Η ενέργεια ηλεκτρομοτικής δύναμης που παράγεται στο θερμοστρόβιλο μετρείται τότε από ένα μιλιβολτόμετρο ή ένα γαλβανόμετρο, το οποίο μπορεί να είναι άμεσα καλιβρωμένο με τη θερμοκρασία.

Ο προσδιορισμός αυτού του τύπου πυρομέτρη είναι ότι δεν χρειάζεται να προσαρμοστεί για διαφορετικές αποστάσεις μεταξύ του αντικειμένου και του όργανου, καθώς το κατόπτρο εστιάζει πάντα την ακτινοβολία στο θερμοστρόβιλο. Ωστόσο, αυτός ο τύπος πυρομέτρη έχει περιορισμένο εύρος μέτρησης και μπορεί να επηρεαστεί από σκόνη ή βρωμίδα στο κατόπτρο ή το φακό.

Πυρομέτρης Ακτινοβολίας Τύπου Μεταβλητής Εστίασης

Ο πυρομέτρης ακτινοβολίας τύπου μεταβλητής εστίασης έχει ένα προσαρμοστέο κοίλο κατόπτρο από υψηλά πολισμένο ατσάλινο.

Η θερμική ακτινοβολία από το αντικείμενο λαμβάνεται πρώτα από το κατόπτρο και στη συνέχεια αντανακλάται σε ένα μαυροποιημένο θερμοστρόβιλο που αποτελείται από ένα μικρό δίσκο από χάλκινο ή αργυρό, στον οποίο οι συνδέσεις που σχηματίζουν το στρόβιλο είναι συγκολλημένες. Η ορατή εικόνα του αντικειμένου μπορεί να εισακουστεί στον δίσκο μέσω ενός οφθαλμού και ενός κεντρικού τρυπανιού στο κύριο κατόπτρο.

Η θέση του κυρίου κατόπτρου προσαρμόζεται μέχρι να συμπίπτει η εστίαση με τον δίσκο. Η θέρμανση του θερμοστρόβιλου λόγω της θερμικής εικόνας στον δίσκο παράγει μια ενέργεια ηλεκτρομοτικής δύναμης που μετρείται από ένα μιλιβολτόμετρο ή ένα γαλβανόμετρο. Ο προσδιορισμός αυτού του τύπου πυρομέτρη είναι ότι μπορεί να μετρήσει θερμοκρασίες σε ευρύ εύρος και μπορεί επίσης να μετρήσει αόρατες ακτίνες από ακτινοβολία. Ωστόσο, αυτός ο τύπος πυρομέτρη απαιτεί προσεκτική προσαρμογή και ευθύνη για ακριβείς αναγνώσεις.

Πλεονεκτήματα

• Μπορούν να μετρήσουν υψηλές θερμοκρασίες πάνω από 600°C, όπου άλλοι αισθητήρες μπορεί να λιώσουν ή να καταστραφούν.

• Δεν χρειάζεται άμεση επαφή με το αντικείμενο, το οποίο αποφεύγει την μόλυνση, την διάβρωση ή την παρεμπίδευση.

• Έχουν γρήγορη απόκριση και υψηλή εξόδο.

• Επηρεάζονται λιγότερο από διαβρωτικά ατμόσφαιρα ή ηλεκτρομαγνητικά πεδία.

Μειονεκτήματα

• Αυτά τα συστήματα μπορεί να παρουσιάζουν λάθη λόγω μη γραμμικών κλίμακα, μεταβολών εκπομπικότητας, αλλαγών περιβάλλοντος και μολυσμένων οπτικών μερών.

• Απαιτούν καλιβροποίηση και συντήρηση για ακριβείς αναγνώσεις.

• Μπορεί να είναι ακριβά και πολύπλοκα στη λειτουργία τους.