Що таке радіаційний пірометр?

Що таке радіаційний пірометр?

Визначення радіаційного пірометра

Радіаційний пірометр, який є датчиком температури без контактного типу, вимірює температуру, виявляючи природно виділену теплову радіацію об'єкту. Радіація залежить від температури та емісивності об'єкту — здатності виділяти тепло по відношенню до ідеального чорного тіла.

• Q — це теплова радіація 

• ϵ — це емісивність тіла (0 < ϵ < 1)

• σ — це стала Стефана-Больцмана

• T — абсолютна температура у кельвінах

Компоненти радіаційного пірометра

• Лінза або дзеркало фокусують теплову радіацію об'єкту на приймальний елемент, перетворюючи її на вимірювані дані.

• Приймальний елемент, який перетворює теплову радіацію на електричний сигнал. Це може бути термометр опору, термоелемент або фотодетектор.

• Записувальний прилад, який показує або записує значення температури на основі електричного сигналу. Це може бути мілівольтметр, гальванометр або цифровий дисплей.

Типи радіаційних пірометрів

Основно розрізняються два типи радіаційних пірометрів: з фіксованим фокусом та з змінним фокусом.

Радіаційний пірометр з фіксованим фокусом

Радіаційний пірометр з фіксованим фокусом має довгу трубку з вузькою діркою на передньому кінці та вгнутое дзеркало на задньому кінці.

Чутливий термоелемент розташований перед вгнутим дзеркалом на відповідній відстані, так що теплова радіація від об'єкту відбивається дзеркалом і фокусується на гарячому з'єднанні термоелемента. ЕДС, що генерується в термоелементі, вимірюється мілівольтметром або гальванометром, який можна напряму калібрувати за температурою. 

Перевага такого типу пірометра полягає в тому, що його не потрібно налаштовувати для різних відстаней між об'єктом та приладом, оскільки дзеркало завжди фокусує радіацію на термоелемент. Однак, цей тип пірометра має обмежений діапазон вимірювань і може бути вплинутий на присутність пилу або забруднення на дзеркалі або лінзі.

Радіаційний пірометр з змінним фокусом

Радіаційний пірометр з змінним фокусом має регульоване вгнуте дзеркало, виготовлене з високо полірованої сталі.

Теплова радіація від об'єкту спочатку приймається дзеркалом, а потім відбивається на чернене термозв'язання, що складається з невеликого дисків з міді або срібла, до яких припаяні проводники, що формують з'єднання. Видиме зображення об'єкту можна побачити на диску через окуляр і центральну отвір у головному дзеркалі. 

Положення головного дзеркала налаштовується до того моменту, поки фокус не співпаде з диском. Нагрівання термозв'язання через теплове зображення на диску створює ЕДС, яка вимірюється мілівольтметром або гальванометром. Перевага такого типу пірометра полягає в тому, що він може вимірювати температури в широкому діапазоні та може вимірювати невидимі промені від радіації. Однак, цей тип пірометра потребує точного налагодження та вирівнювання для точних показань.

Переваги

• Вони можуть вимірювати високі температури понад 600°C, де інші датчики можуть розплавитися або пошкодитися.

• Вони не потребують фізичного контакту з об'єктом, що унеможливлює забруднення, корозію або втручання.

• Вони мають швидку реакцію та високий вихід.

• Вони менше вразливі до корозійних атмосфер або електромагнітних полів.

Недоліки

• Ці пристрої можуть показувати помилки через нелінійні шкали, зміни емісивності, зміни середовища та забруднення оптичних частин.

• Вони потребують калібрування та обслуговування для точних показань.

• Вони можуть бути дорогими та складними в експлуатації.