Radiometro: Senzilo de Temperaturo sen Kontakto
Radia pirometro estas aparato, kiu mezuras la temperaturon de forproksima objekto per detektado de la termradiado, kiun ĝi emitas. Tiu tipo de temperaturasensoro ne devas tuŝi la objekton aŭ esti en termika kontakto kun ĝi, malsimile al aliaj termometroj, ekzemple termokuploj kaj rezistancaj temperaturdetektiloj (RTDs). Radiaj pirometroj ĉefe uzatas por mezuri altajn temperaturojn super 750°C, kie fizika kontakto kun la varmega objekto ne eblas aŭ estas ne dezirinda.
Kio estas Radia Pirometro
Radia pirometro estas difinita kiel senkontakta temperaturasensoro, kiu deduktas la temperaturon de objekto per detektado de ĝia termradiado, kiun ĝi emitas nature. La termradiado aŭ irradiado de objekto dependas de ĝia temperaturo kaj emisiveco, kiu estas mezuro de tio, kiom bone ĝi radiadas varmon kompare al perfekta nigra korpo. Laŭ la leĝo de Stefan-Boltzmann, la totala termradiado emita de korpo povas esti kalkulata per:
Kie,
Q estas la termradiado en W/m$^2$
ϵ estas la emisiveco de la korpo (0 < ϵ < 1)
σ estas la konstanto de Stefan-Boltzmann en W/m$2$K$4$
T estas la absoluta temperaturo en Kelvin
Radia pirometro konsistas el tri gravaj komponentoj:
Linso aŭ spegulo kolektas kaj fokusas la termradiadon de la objekto sur ricevantan elementon.
Ricevanta elemento, kiu konvertas la termradiadon en elektran signalon. Tio povas esti rezistancatermometro, termokuplo, aŭ fotodetektilo.
Registriĝa instrumento, kiu montras aŭ registras la temperaturan legon bazitan sur la elektra signalo. Tio povas esti milivoltmetro, galvanometro, aŭ cifereca displayero.
Tipoj de Radiaj Pirometroj
Ekzistas ĉefe du tipoj de radiaj pirometroj: fiksfokeca tipo kaj variablofokeca tipo.
Fiksfokeca Tipo de Radia Pirometro
Fiksfokeca radia pirometro havas longan tubon kun angusta aperturo ĉe la antaŭa fino kaj konkava spegulo ĉe la posta fino.
Sensibla termokuplo estas metita antaŭ la konkava spegulo je taŭga distanco, tiel ke la termradiado de la objekto reflektiĝas de la spegulo kaj fokusas sur la varma juntaĵo de la termokuplo. La emf generita en la termokuplo tiam mezuras per milivoltmetro aŭ galvanometro, kiu povas esti rekte kalibrata kun temperaturo. La avantaĝo de tiu tipo de pirometro estas, ke ĝi ne bezonas esti regula por malsamaj distancoj inter la objekto kaj la instrumento, ĉar la spegulo ĉiam fokusas la radiadon sur la termokuplon. Tamen, tiu tipo de pirometro havas limigitan mezurran rangon kaj povas esti afektita de polvo aŭ sajo sur la spegulo aŭ linso.
Variablofokeca Tipo de Radia Pirometro
Variablofokeca radia pirometro havas reguleblan konkavan spegulon faritan el altgrade polita ŝtalo.
La termradiado de la objekto unue ricevas de la spegulo kaj tiam reflektiĝas sur nigrigita termojunkcio, konsistanta el malgranda kupra aŭ argenta disko, al kiu la dratoj formantaj la junkcion estas soldataj. La videbla bildo de la objekto povas vidiĝi sur la disko tra okularo kaj centra truo en la ĉefa spegulo. La pozicio de la ĉefa spegulo estas regula ĝis la fokusado koincidas kun la disko. La varmegaĵo de la termojunkcio pro la termradia bildo sur la disko produktas emf, kiu estas mezurata per milivoltmetro aŭ galvanometro. La avantaĝo de tiu tipo de pirometro estas, ke ĝi povas mezuri temperaturojn super larĝa rango kaj ankaŭ povas mezuri nevideblajn rajdojn de radiado. Tamen, tiu tipo de pirometro bezonas zorgeman reguladon kaj alineacion por akurataj legoj.
Avantaĝoj kaj Malavantaĝoj de Radiaj Pirometroj
Radiaj pirometroj havas kelkajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn komparite kun aliaj tipoj de temperaturasensoroj.
Kelkaj avantaĝoj estas:
Ili povas mezuri altajn temperaturojn super 600°C, kie aliaj sensoroj povus fondiĝi aŭ damaĝi.
Ili ne bezonas fizikan kontakton kun la objekto, kio evitas kontaminadon, korozion, aŭ interferon.
Ili havas rapidan respondtempon kaj altan eldonon.
Ili estas malpli afektitaj de korozaj atmosferoj aŭ elektromagnetaj kampoj.
Kelkaj malavantaĝoj estas:
Ili havas neliniajn skalojn kaj eble erarojn pro varias de emisiveco, intervenantaj gasoj aŭ vaporoj, ŝanĝoj de ĉirkaŭa temperaturo, aŭ sajo sur optikaj komponantoj.
Ili bezonas kalibradon kaj mantenan laboron por akurataj legoj.
Ili povas esti kostema kaj kompleksa por operacio.
Aplikoj de Radiaj Pirometroj
Radiaj pirometroj ĝenerale uzatas por industraj aplikoj, kie altaj temperaturoj estas envolvitaj aŭ kie fizika kontakto kun la objekto ne eblas aŭ estas ne dezirinda.
Kelkaj ekzemploj estas:
Mezuri la temperaturon de fornoj, boileroj, fornacejoj, ŝtufiloj, etc.
Mezuri la temperaturon de fluaj metaloj, glaso, ceramiko, etc.
Mezuri la temperaturon de flametoj, plazmo, laseroj, etc.
Mezuri la temperaturon de movantaj objektoj, kiel roloj, transportiloj, dratoj, etc.
Mezuri la mezan temperaturon de grandaj surfacoj, kiel muroj, tegmentoj, tuboj, etc.
Konkludo
