Đồng hồ đo bức xạ là gì?

Đồng hồ đo bức xạ là gì?

Định nghĩa Đồng hồ đo bức xạ

Đồng hồ đo bức xạ, một cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc, đo nhiệt độ bằng cách phát hiện bức xạ nhiệt tự nhiên mà vật thể phát ra. Bức xạ này phụ thuộc vào nhiệt độ và hệ số phát xạ của vật thể - khả năng phát nhiệt so với một vật đen hoàn hảo.

• Q là bức xạ nhiệt

• ϵ là hệ số phát xạ của vật (0 < ϵ < 1)

• σ là hằng số Stefan-Boltzmann

• T là nhiệt độ tuyệt đối theo Kelvin

Các thành phần của Đồng hồ đo bức xạ

• Một thấu kính hoặc gương tập trung bức xạ nhiệt từ vật thể lên một yếu tố nhận, chuyển đổi nó thành dữ liệu có thể đo lường.

• Yếu tố nhận chuyển đổi bức xạ nhiệt thành tín hiệu điện. Điều này có thể là một đồng hồ nhiệt điện trở, cặp nhiệt điện, hoặc bộ dò quang.

• Một thiết bị ghi hiển thị hoặc ghi lại kết quả đo nhiệt độ dựa trên tín hiệu điện. Điều này có thể là một milivolt kế, galvanometer, hoặc màn hình kỹ thuật số.

Các loại Đồng hồ đo bức xạ

Có chủ yếu hai loại đồng hồ đo bức xạ: loại tiêu cự cố định và loại tiêu cự điều chỉnh được.

Đồng hồ đo bức xạ loại tiêu cự cố định

Đồng hồ đo bức xạ loại tiêu cự cố định có một ống dài với một lỗ nhỏ ở đầu trước và một gương lõm ở cuối sau.

Một cặp nhiệt điện nhạy cảm được đặt trước gương lõm ở khoảng cách thích hợp, sao cho bức xạ nhiệt từ vật thể được phản xạ bởi gương và tập trung vào nút nóng của cặp nhiệt điện. Điện áp sinh ra trong cặp nhiệt điện sau đó được đo bằng milivolt kế hoặc galvanometer, có thể được hiệu chỉnh trực tiếp với nhiệt độ.

Ưu điểm của loại đồng hồ này là không cần điều chỉnh cho các khoảng cách khác nhau giữa vật thể và thiết bị, vì gương luôn tập trung bức xạ lên cặp nhiệt điện. Tuy nhiên, loại đồng hồ này có phạm vi đo hạn chế và có thể bị ảnh hưởng bởi bụi hoặc bẩn trên gương hoặc thấu kính.

Đồng hồ đo bức xạ loại tiêu cự điều chỉnh được

Đồng hồ đo bức xạ loại tiêu cự điều chỉnh được có một gương lõm điều chỉnh được làm bằng thép bóng.

Bức xạ nhiệt từ vật thể được tiếp nhận bởi gương và sau đó được phản xạ lên một mối nối nhiệt màu đen gồm một đĩa đồng hoặc bạc nhỏ, nơi các dây tạo nên mối nối được hàn. Hình ảnh nhìn thấy của vật thể có thể được nhìn thấy trên đĩa thông qua kính ngắm và một lỗ trung tâm trên gương chính.

Vị trí của gương chính được điều chỉnh cho đến khi tiêu cự trùng với đĩa. Nhiệt do hình ảnh nhiệt trên đĩa gây ra sự sinh điện áp, được đo bằng milivolt kế hoặc galvanometer. Ưu điểm của loại đồng hồ này là có thể đo nhiệt độ trong một phạm vi rộng và cũng có thể đo tia vô hình từ bức xạ. Tuy nhiên, loại đồng hồ này yêu cầu điều chỉnh và căn chỉnh cẩn thận để có kết quả chính xác.

Ưu điểm

• Chúng có thể đo nhiệt độ cao trên 600°C, nơi các cảm biến khác có thể tan chảy hoặc hỏng.

• Chúng không cần tiếp xúc vật lý với vật thể, tránh được ô nhiễm, ăn mòn, hoặc can thiệp.

• Chúng có tốc độ phản hồi nhanh và đầu ra cao.

• Chúng ít bị ảnh hưởng bởi khí quyển ăn mòn hoặc trường điện từ.

Nhược điểm

• Các thiết bị này có thể xuất hiện lỗi do tỷ lệ không tuyến tính, biến đổi hệ số phát xạ, thay đổi môi trường, và chất bẩn trên các bộ phận quang học.

• Chúng yêu cầu hiệu chuẩn và bảo trì để có kết quả chính xác.

• Chúng có thể đắt tiền và phức tạp để vận hành.