Co to jest pyrometr promieniowy?
Czym jest pirymetr promieniujący?
Definicja pirymetru promieniującego
Pirymetr promieniujący, czyli czujnik temperatury bezkontaktowy, mierzy temperaturę wykrywając naturalnie emitowaną promieniowanie cieplne obiektu. Promieniowanie zależy od temperatury i emisyjności obiektu — zdolności do emitowania ciepła w porównaniu z idealnym ciałem czarnym.
Q to promieniowanie cieplne
ϵ to emisyjność ciała (0 < ϵ < 1)
σ to stała Stefana-Boltzmanna
T to temperatura absolutna w Kelwinach
Składniki pirymetru promieniującego
Około lub lusterko skupia promieniowanie cieplne obiektu na element odbiorczy, przekształcając je w mierzalne dane.
Element odbiorczy, który przekształca promieniowanie cieplne w sygnał elektryczny. Może to być termometr oporowy, termopara lub fotodetektor.
Instrument rejestracyjny, który wyświetla lub rejestruje odczyt temperatury na podstawie sygnału elektrycznego. Może to być milivoltomierz, galwanometr lub wyświetlacz cyfrowy.
Rodzaje pirymetrów promieniujących
Istnieją głównie dwa rodzaje pirymetrów promieniujących: typ o stałymogniskowaniu i typ o zmiennymogniskowaniu.
Pirymetr promieniujący typu o stałymogniskowaniu
Pirymetr promieniujący typu o stałymogniskowaniu ma długi cylinder z wąskim otworem na przednim końcu i wklęsłym lusterkiem na tylnym końcu.
Wrażliwa termopara jest umieszczona przed wklęsłym lusterkiem w odpowiedniej odległości, tak aby promieniowanie cieplne obiektu było odbite przez lusterko i skupione na gorącym złączu termopary. Napięcie elektromotoryczne wygenerowane w termoparze jest następnie zmierzone za pomocą milivoltomierza lub galwanometru, które mogą być bezpośrednio skalibrowane z temperaturą.
Zaletą tego typu pirymetru jest to, że nie wymaga dostosowania do różnych odległości między obiektem a instrumentem, ponieważ lusterko zawsze skupia promieniowanie na termoparze. Jednakże ten typ pirymetru ma ograniczony zakres pomiarów i może być wpływowany przez kurz lub brud na lusterku lub soczewce.
Pirymetr promieniujący typu o zmiennymogniskowaniu
Pirymetr promieniujący typu o zmiennymogniskowaniu ma regulowany wklęsły reflektor wykonany z wysoko polerowanej stali.
Promieniowanie cieplne obiektu jest najpierw odebrane przez lusterko, a następnie odbite na czarny termozłącz składający się z małego dysku miedziowego lub srebrnego, do którego są spawane druty tworzące złącze. Widoczny obraz obiektu można zobaczyć na dysku przez okular i centralne otwór w głównym lusterku.
Pozycja głównego lusterka jest dostosowywana, aż fokus pokrywa się z dyskiem. Ogrzewanie termozłącza w wyniku termicznego obrazu na dysku powoduje powstanie napięcia elektromotorycznego, które jest mierzone przez milivoltomierz lub galwanometr. Zaletą tego typu pirymetru jest to, że może mierzyć temperatury w szerokim zakresie i może również mierzyć niewidzialne promieniowanie. Jednakże ten typ pirymetru wymaga ostrożnego dostosowania i wyrównania dla dokładnych odczytów.
Zalety
Mogą mierzyć wysokie temperatury powyżej 600°C, gdzie inne czujniki mogą stopić się lub uszkodzić.
Nie wymagają fizycznego kontaktu z obiektem, co unika kontaminacji, korozji lub interferencji.
Mają szybkie tempo reakcji i wysoki wyjście.
Są mniej podatne na korodujące atmosfery lub pola elektromagnetyczne.
Wady
Te urządzenia mogą pokazywać błędy ze względu na nieliniowe skale, wahania emisyjności, zmiany środowiskowe i zanieczyszczenia na częsciach optycznych.
Wymagają kalibracji i konserwacji dla dokładnych odczytów.
Mogą być drogie i skomplikowane w obsłudze.
