Pyrómetro de Radiación: Isang Sensor ng Temperatura na Walang Pakikipag-ugnayang Pisikal

Ang radiation pyrometer ay isang aparato na sumusukat ng temperatura ng isang malayo na bagay sa pamamagitan ng pag-detect ng thermal radiation na ibinibigay nito. Ang uri ng temperature sensor na ito ay hindi kailangan humawak o makipag-ugnayan nang thermal sa bagay, kahit na iba pang termometer tulad ng thermocouples at resistance temperature detectors (RTDs). Ang mga radiation pyrometers ay pangunahing ginagamit para sa pagsukat ng mataas na temperatura na higit sa 750°C, kung saan hindi posible o desirableng may pisikal na kontak sa mainit na bagay.

Ano ang Radiation Pyrometer

Ang radiation pyrometer ay tinukoy bilang isang non-contact temperature sensor na nag-uumpisa ng temperatura ng isang bagay sa pamamagitan ng pag-detect ng natural na thermal radiation nito. Ang thermal radiation o irradiance ng isang bagay ay depende sa kanyang temperatura at emissivity, na isang sukat kung gaano kahusay ito nagsasalamin ng init kumpara sa isang perpektong black body. Ayon sa batas ni Stefan Boltzmann, ang kabuuang thermal radiation na inilabas ng isang katawan ay maaaring makuha gamit ang:

Kung saan,

• Q ang thermal radiation sa W/m$^2$

• ϵ ang emissivity ng katawan (0 < ϵ < 1)

• σ ang Stefan-Boltzmann constant sa W/m$2$K$4$

• T ang absolute temperature sa Kelvin

Ang radiation pyrometer ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi:

• Isang lens o mirror na kumokolekta at nakokus sa thermal radiation mula sa bagay patungo sa receiving element.

• Isang receiving element na pinapalit ang thermal radiation sa electrical signal. Ito maaaring resistance thermometer, thermocouple, o photodetector.

• Isang recording instrument na ipinapakita o irecord ang temperature reading batay sa electrical signal. Ito maaaring millivoltmeter, galvanometer, o digital display.

Mga Uri ng Radiation Pyrometers

May dalawang pangunahing uri ng radiation pyrometers: fixed focus type at variable focus type.

Fixed Focus Type Radiation Pyrometer

Ang fixed-focus type radiation pyrometer ay may mahaba na tube na may narrow aperture sa front end at concave mirror sa rear end.

Isang sensitive thermocouple ay nakalagay sa harap ng concave mirror sa isang maayos na distansya, kung saan ang thermal radiation mula sa bagay ay sinasalamin ng mirror at nakokus sa hot junction ng thermocouple. Ang emf na lumilikha sa thermocouple ay susunod na sinusukat ng millivoltmeter o galvanometer, na maaaring direktang calibrated sa temperature. Ang abilidad ng uri ng pyrometer na ito ay hindi kailangan i-adjust para sa iba't ibang distansya sa pagitan ng bagay at instrumento, dahil ang mirror palaging nakokus ang radiation sa thermocouple. Gayunpaman, ang uri ng pyrometer na ito ay may limitadong range ng pagsukat at maaaring maapektuhan ng dust o dirt sa mirror o lens.

Variable Focus Type Radiation Pyrometer

Ang variable focus type radiation pyrometer ay may adjustable concave mirror na gawa sa highly polished steel.

Ang thermal radiation mula sa bagay ay unang natanggap ng mirror at pagkatapos ay sinasalamin sa blackened thermojunction na binubuo ng isang maliit na copper o silver disc kung saan ang mga wire na bumubuo ng junction ay welded. Ang visible image ng bagay ay maaaring makita sa disc sa pamamagitan ng eyepiece at central hole sa main mirror. Ang posisyon ng main mirror ay ina-adjust hanggang ang focus ay mag-coincide sa disc. Ang pag-init ng thermojunction dahil sa thermal image sa disc ay lumilikha ng emf na sinusukat ng millivoltmeter o galvanometer. Ang abilidad ng uri ng pyrometer na ito ay maaaring sukatin ang temperatura sa malaking range at maaari ring sukatin ang invisible rays mula sa radiation. Gayunpaman, ang uri ng pyrometer na ito ay kailangan ng masusing adjustment at alignment para sa wastong readings.

Pagpipilian at Kakulangan ng Radiation Pyrometers

Ang radiation pyrometers ay may ilang pagpipilian at kakulangan kumpara sa iba pang uri ng temperature sensors.

Ilang pagpipilian ay:

• Maaaring sukatin ang mataas na temperatura na higit sa 600°C, kung saan iba pang sensors ay maaaring umusbong o masira.

• Hindi kailangan ng pisikal na kontak sa bagay, na nag-iwas ng contamination, corrosion, o interference.

• May mabilis na speed of response at mataas na output.

• Mas kaunti ang naapektuhan ng corrosive atmospheres o electromagnetic fields.

Ilang kakulangan ay:

• May non-linear scales at possible errors dahil sa emissivity variations, intervening gases o vapors, ambient temperature changes, o dirt sa optical components.

• Nangangailangan ng calibration at maintenance para sa accurate readings.

• Maaaring mahal at komplikado sa operasyon.

Paggamit ng Radiation Pyrometers

Ang radiation pyrometers ay malawak na ginagamit para sa industriyal na aplikasyon kung saan may mataas na temperatura o kung saan hindi posible o desirableng may pisikal na kontak sa bagay.

Ilang halimbawa ay:

• Pagsukat ng temperatura ng furnaces, boilers, kilns, ovens, etc.

• Pagsukat ng temperatura ng molten metals, glass, ceramics, etc.

• Pagsukat ng temperatura ng flames, plasmas, lasers, etc.

• Pagsukat ng temperatura ng moving objects tulad ng rollers, conveyors, wires, etc.

• Pagsukat ng average temperature ng malalaking surfaces tulad ng walls, roofs, pipes, etc.

Kwento sa Huli

Ang radiation pyrometer ay isang aparato na sumusukat ng temperatura ng isang malayo na bagay sa pamamagitan ng pag-detect ng thermal radiation na ibinibigay nito. Ang uri ng temperature sensor na ito ay hindi kailangan humawak o makipag-ugnayan nang thermal sa bagay, kahit na iba pang termometer tulad ng thermocouples at resistance temperature detectors (RTDs). Ang radiation pyrometers ay pangunahing ginagamit para sa pagsukat ng mataas na temperatura na higit sa 750°C, kung saan hindi posible