อะไรคือเรเดียนพิรามิเตอร์

อะไรคือ Pyrometer แบบวัดรังสี?

คำนิยามของ Pyrometer แบบวัดรังสี

Pyrometer แบบวัดรังสี ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ไม่ต้องสัมผัส จะวัดอุณหภูมิโดยการตรวจจับรังสีความร้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากวัตถุ รังสีที่ตรวจจับได้นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและค่าการแผ่รังสี (emissivity) ของวัตถุ ซึ่งหมายถึงความสามารถในการแผ่ความร้อนเมื่อเทียบกับวัตถุดำสมบูรณ์

• Q คือรังสีความร้อน

• ϵ คือค่าการแผ่รังสีของวัตถุ (0 < ϵ < 1)

• σ คือค่าคงที่สเตรฟัน-โบลท์ซมันน์

• T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ในหน่วยเคลวิน

ส่วนประกอบของ Pyrometer แบบวัดรังสี

• เลนส์หรือกระจกโค้งจะทำให้รังสีความร้อนจากวัตถุมารวมกันที่องค์ประกอบรับ แปลงเป็นข้อมูลที่สามารถวัดได้

• องค์ประกอบรับที่แปลงรังสีความร้อนเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งอาจเป็นเทอร์โมมิเตอร์ความต้านทาน เทอร์โมคัปเปิล หรือโฟโตเดเท็กเตอร์

• เครื่องบันทึกที่แสดงหรือบันทึกค่าอุณหภูมิบนพื้นฐานของสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งอาจเป็นมิลลิโวลต์มิเตอร์ กาลวาโนมิเตอร์ หรือจอแสดงผลดิจิตอล

ประเภทของ Pyrometer แบบวัดรังสี

มีสองประเภทหลักของ Pyrometer แบบวัดรังสี คือ ชนิดโฟกัสคงที่และชนิดโฟกัสปรับได้

Pyrometer แบบวัดรังสีชนิดโฟกัสคงที่

Pyrometer แบบวัดรังสีชนิดโฟกัสคงที่มีท่อยาวที่มีช่องแคบทางด้านหน้าและกระจกโค้งทางด้านหลัง

เทอร์โมคัปเปิลที่ไวต่อความร้อนถูกวางไว้หน้ากระจกโค้งที่ระยะที่เหมาะสม ทำให้รังสีความร้อนจากวัตถุสะท้อนกลับโดยกระจกโค้งและรวมกันที่จุดร้อนของเทอร์โมคัปเปิล สัญญาณ emf ที่สร้างขึ้นในเทอร์โมคัปเปิลจะถูกวัดโดยมิลลิโวลต์มิเตอร์หรือกาลวาโนมิเตอร์ ซึ่งสามารถสอบเทียบโดยตรงกับอุณหภูมิ

ข้อดีของ Pyrometer ชนิดนี้คือ ไม่จำเป็นต้องปรับระยะระหว่างวัตถุและเครื่องมือ เพราะกระจกโค้งจะรวมรังสีที่โฟกัสที่เทอร์โมคัปเปิลเสมอ แต่ Pyrometer ชนิดนี้มีช่วงการวัดที่จำกัด และอาจได้รับผลกระทบจากฝุ่นหรือสิ่งสกปรกบนกระจกหรือเลนส์

Pyrometer แบบวัดรังสีชนิดโฟกัสปรับได้

Pyrometer แบบวัดรังสีชนิดโฟกัสปรับได้มีกระจกโค้งที่สามารถปรับได้ทำจากเหล็กที่ขัดเงาอย่างดี

รังสีความร้อนจากวัตถุจะถูกรับโดยกระจกโค้งแล้วสะท้อนไปยังจุดเชื่อมเทอร์โมที่ทำด้วยแผ่นทองแดงหรือเงินเล็ก ๆ ที่เชื่อมต่อสายไฟ ภาพมองเห็นของวัตถุสามารถเห็นได้บนแผ่นผ่านเลนส์และรูกลางในกระจกโค้งหลัก

ตำแหน่งของกระจกโค้งหลักจะถูกปรับจนกระทั่งจุดโฟกัสตรงกับแผ่น การทำความร้อนของจุดเชื่อมเทอร์โมเนื่องจากภาพความร้อนบนแผ่นจะสร้างสัญญาณ emf ที่วัดโดยมิลลิโวลต์มิเตอร์หรือกาลวาโนมิเตอร์ ข้อดีของ Pyrometer ชนิดนี้คือ สามารถวัดอุณหภูมิในช่วงกว้างและวัดรังสีที่มองไม่เห็น แต่ Pyrometer ชนิดนี้ต้องการการปรับและจัดแนวอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำ

ข้อดี

• สามารถวัดอุณหภูมิสูงเกิน 600°C ซึ่งเซ็นเซอร์อื่น ๆ อาจละลายหรือเสียหาย

• ไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุ ซึ่งป้องกันการปนเปื้อน การกัดกร่อน หรือการแทรกแซง

• มีความเร็วในการตอบสนองและความแรงของสัญญาณสูง

• ได้รับผลกระทบจากบรรยากาศกัดกร่อนหรือสนามแม่เหลือน้อย

ข้อเสีย

• อุปกรณ์เหล่านี้อาจแสดงผลผิดพลาดเนื่องจากมาตรวัดไม่เป็นเส้นตรง ความแปรผันของค่าการแผ่รังสี การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม และสิ่งสกปรกบนชิ้นส่วนแสง

• ต้องการการสอบเทียบและการบำรุงรักษาเพื่อให้ได้การวัดที่แม่นยำ

• อาจมีราคาแพงและซับซ้อนในการใช้งาน