Strálarpyrometr: Ekki-samþröngunartempumælari

Strálarpyrometer er tæki sem mælir hitastig fjarverandi hlutar með því að greina varmaleiðsluna sem hann útsendar. Slíkar hitamælarkerfi þurfa ekki að snúast við hlutinn eða vera í hitasamband við hann eins og önnur hitamælarkerfi eins og þermokoppur og viðmót hitamælarkerfi (RTD). Strálarpyrometrar eru aðallega notaðir til að mæla há hitastig yfir 750°C, þar sem fysisk samband við hittan hlut er ekki mögulegt eða óþörfugt.

Hvað er strálarpyrometer?

Strálarpyrometer er skilgreint sem ósniðara hitamælarkerfi sem ályktar hitastig hluts með því að greina hans varmaleiðslu. Varmaleiðsla eða ljósbrot hluts fer eftir hans hitastigi og útsendingargildi, sem er mæling á hversu vel hann útsendir varma samanburði við fullkomna svartan kropp. Eftir Stefans-Boltzmanns lög má reikna heildarvarmaleiðslu sem útsendist af kropp með:

Þar sem,

• Q er varmaleiðsla í W/m$^2$

• ϵ er útsendingargildi kroppins (0 < ϵ < 1)

• σ er Stefan-Boltzmann fasti í W/m$2$K$4$

• T er alger hiti í Kelvin

Strálarpyrometer bestur af þremur helstu hlutum:

• Ljósstilla eða spegilur safnar og fokuserar varmaleiðslu frá hlutinum á viðfangselement.

• Viðfangselement sem breytir varmaleiðslu í rafstraum. Þetta getur verið viðmótshitamælarkerfi, þermokoppar eða ljósleiðarkerfi.

• Uppteknakerfi sem birt eða skráð hitamælingu á grundvelli rafstraums. Þetta getur verið millivoltmetri, galvanometri eða dálkmerki.

Tegundir strálarpyrometra

Það eru aðallega tvær tegundir strálarpyrometra: fast fokus tegund og breytileg fokus tegund.

Fast fokus tegund strálarpyrometer

Strálarpyrometer með fast fokus hefur langan rútur með smá gátt á framan endanum og kúkaðan spegil á bakendanum.

Sensitíf skynsamþermokoppar er staðsett fyrir framan kúkaðan spegil á viðeigandi fjarlægð, svo að varmaleiðslan frá hlutinum sé endurkasta af spegilnum og fokuserað á hetta bindi þermokopparsins. Rafstraumurinn sem myndast í þermokoppnum er síðan mældur með millivoltmetri eða galvanometri, sem má beinanlega kalibrera með hita. Fornuft fastfokus tegund pyrometrisins er að hann þarf ekki að vera stilldur fyrir mismunandi fjarlægðir milli hlutarins og tækisins, vegna þess að spegilinn alltaf fokuserar leiðslu á þermokoppann. En þessi tegund pyrometris hefur takmarkaða mælanefni og gæti verið áhrif á af stöku eða rusl á spegil eða ljósstilla.

Breytileg fokus tegund strálarpyrometer

Breytileg fokus tegund strálarpyrometra hefur stillanlegan kúkaðan spegil úr hágengilega polertum stali.

Varmaleiðslan frá hlutinum er fyrst tekin af spegilnum og endurkastað á svartan hitakross sem samanstendur af litlu kopar eða silfur skifu þar sem viringarnar sem mynda bindið eru sólda. Sýnismynd hlutarins er sýnd á skifunni gegnum eyepiece og miðju gátt í aðal-spegilnum. Stöðu aðal-spegilins er stillt þar til fokusinn samfallir við skifuna. Hitun hitakrossins vegna varmaleiðslu myndar rafstraum sem er mældur með millivoltmetri eða galvanometri. Fornuft þessara tegunda pyrometrisins er að hann getur mælt hita yfir víða spönn og getur einnig mælt ósýnilegar stralar frá varmaleiðslu. En þessi tegund pyrometris þarf nákvæm stillingu og jöfnun fyrir nákvæmar mælingar.

Fornuft og vanfornuft strálarpyrometra

Strálarpyrometrar hafa sumar fornuft og vanfornuft samanborð við aðrar tegundir hitamælarkerfa.

Sumar fornuft eru:

• Þeir geta mælt há hitastigi yfir 600°C, þar sem aðrar kerfi gætu smelt eða skemmt.

• Þeir þurfu ekki fysisk samband við hlutinn, sem undan verður samhengi, rostri eða áhrifum.

• Þeir hafa hratt svar og há úttak.

• Þeir eru minna áhrif af rosturloftum eða rafrásardreifingum.

Sumar vanfornuft eru:

• Þeir hafa ekki-línulegar skálur og mögulegar villur vegna útsendingargilda, millibindandi gasa eða dampar, bæðistofnunarhitastigsbreytingar eða rusl á ljósstillum.

• Þeir þurfa kalibreringu og viðhaldi til nákværra mælinga.

• Þeir gætu verið dýrir og flóknir í notkun.

Notkun strálarpyrometra

Strálarpyrometrar eru almennt notaðir í verksgreinum þar sem há hitastig eru tengd eða þar sem fysisk samband við hlutinn er ekki mögulegt eða óþörfugt.

Ein nokkur dæmi eru:

• Mæling hitastigs í ofnir, ketill, eldhús, etc.

• Mæling hitastigs í hít metalt, gler, keramik, etc.

• Mæling hitastigs í blóð, plasman, lasar, etc.

• Mæling hitastigs í færileika hlutum eins og rullar, bandvagnar, viringar, etc.

• Mæling meðalhitastigs stóra flatarmynda eins og veggar, þak, leitar, etc.

<