Što je radiometrijski pirometar

Što je radiometar?

Definicija radiometra

Radiometar, senzor temperature bez kontaktiranja, mjeri temperaturu otkrivajući prirodno emitiranu toplinsku radijaciju objekta. Radiacija ovisi o temperaturi i emisivnosti objekta – sposobnosti emitiranja topline u usporedbi s savršenom crnom tijelom.

• Q je toplinska radiacija

• ϵ je emisivnost tijela (0 < ϵ < 1)

• σ je Stefan-Boltzmannova konstanta

• T je apsolutna temperatura u Kelvinima

Komponente radiometra

• Leča ili zrcalo fokusira toplinsku radijaciju objekta na primarni element, pretvarajući je u mjerno podatke.

• Primarni element koji pretvara toplinsku radijaciju u električni signal. To može biti otpornički termometar, termokuplja ili fotodetektor.

• Uređaj za snimanje koji prikazuje ili snima čitanje temperature temeljeno na električnom signalu. To može biti milivolmetar, galvanometar ili digitalni prikaz.

Vrste radiometara

Glavno postoje dvije vrste radiometara: s fiksiranim fokusom i s varijabilnim fokusom.

Radiometar s fiksiranim fokusom

Radiometar s fiksiranim fokusom ima dugi cev sa uskim otvorom na prednjem kraju i konkavnim zrcalom na stražnjem kraju.

Osjetljiva termokuplja smještena je ispred konkavnog zrcala na odgovarajućoj udaljenosti, tako da se toplinska radiacija objekta reflektira zrcalom i fokusira na vruće spojnici termokuplje. Generirani EMF u termokuplji mjeri se milivolmetrom ili galvanometrom, koji se može direktno kalibrirati s temperaturom.

Prednost ovog tipa radiometra je da ne treba prilagođavati različite udaljenosti između objekta i instrumenta, jer zrcalo uvijek fokusira radijaciju na termokuplju. Međutim, ovaj tip radiometra ima ograničeni opseg mjerenja i može biti utjecan prašinom ili bradom na zrcalu ili leči.

Radiometar s varijabilnim fokusom

Radiometar s varijabilnim fokusom ima prilagodljivo konkavno zrcalo iz visoko poliranog čelika.

Toplinska radiacija objekta najprije se prima zrcalom, a zatim se reflektira na crnu termojunkciju koja se sastoji od malog bakrenog ili srebrnog diska na kojem su pričvršćene žice koje čine spojnici. Vidljiva slika objekta može se vidjeti na disku kroz okular i centralni otvor u glavnom zrcalu.

Pozicija glavnog zrcala prilagođava se dok se fokus ne poklopi s diskom. Zagrijavanje termojunkcije zbog toplinskog slike na disku proizvodi EMF koji se mjeri milivolmetrom ili galvanometrom. Prednost ovog tipa radiometra je da može mjeriti temperature u širokom rasponu i može mjeriti nevidljive zrake radijacije. Međutim, ovaj tip radiometra zahtijeva pažljivu prilagodbu i poravnanje za točne čitanja.

Prednosti

• Mogu mjeriti visoke temperature iznad 600°C, gdje druge senzore mogu topiti ili oštetiti.

• Ne zahtijevaju fizički kontakt s objektom, što sprečava kontaminaciju, koroziju ili interferenciju.

• Imaju brzu reakciju i visoku izlaznu snagu.

• Manje su osetljivi na korozivne atmosfere ili elektromagnetska polja.

Nedostaci

• Ovi uređaji mogu pokazati greške zbog nelinearnih ljestvica, varijacija emisivnosti, promjena okoliša i kontaminanata na optičkim dijelovima.

• Za točna čitanja potrebna su kalibracija i održavanje.

• Mogu biti skupi i složeni za upotrebu.