Радиациялық пирометр: Контактсыз температура сенсоры
Радиациялық пирометр - бұл алыс объекттің температурасын оның жарықты табиғатты түрде жіберген радиациясын анықтау арқылы өлшеуге мүмкіндік беретін прибор. Бұл тип температуралық сенсор объектпен физикалық контакта келуі немесе термодатчиктердің, термопаралардың және сопротивление температура детекторлары (RTD) сыныптарындағы басқа термометрлер сияқты объектпен физикалық контакттан өтуі керек емес. Радиациялық пирометрлер негізінен 750°C-дан жоғары температураны өлшеуге қолданылады, оның себебі атырауына жақын болу немесе оның меншігіне түскен объектпен физикалық контакттан өту мүмкін емес немесе жеңіл емес.
Радиациялық пирометр деген не?
Радиациялық пирометр - бұл объекттің температурасын оның жарықты табиғатты жіберген радиациясын анықтау арқылы өлшенетін, физикалық контакттан өтуі керек емес температуралық сенсор. Объекттің термояндарының немесе иррадиациясының деңгейі оның температурасына және эмиссиялық қабілетіне байланысты, бұл идеалды кара денеден қанша жарықты жібергенін өлшеудің өлшемі. Стефан-Больцман заңы бойынша, денеден жіберілген барлық термояндар формула арқылы есептеледі:
Мұнда,
Q - термояндар Вт/м$^2$
ϵ - дененің эмиссиялық қабілеті (0 < ϵ < 1)
σ - Стефан-Больцман тұрақтысы Вт/м$2$К$4$
T - абсолютты температура Кельвинде
Радиациялық пирометр үш негізгі компоненттен тұрады:
Линза немесе айна объекттен жіберілген термояндарды алмау және оларды алмасу элементіне жинау үшін қолданылады.
Алмасу элементі термояндарды электр сигналына айналдыру үшін қолданылады. Бұл сопротивление термометр, термопара немесе фотодетектор болуы мүмкін.
Электр сигналына негізделген температура өлшемдерін көрсету немесе жазу үшін қолданылатын тіркелу приборы. Бұл милливольтметр, гальванометр немесе цифрлық көріністер болуы мүмкін.
Радиациялық пирометрлер түрлері
Негізінен екі түрі бар: тұрақты фокусты және өзгеріп отыратын фокусты радиациялық пирометрлер.
Тұрақты фокусты радиациялық пирометр
Тұрақты фокусты радиациялық пирометр узын құбырмен, алдыңғы ұшында терең ашылуы және артыңғы ұшында үйкелім айнасы бар.
Өзінің үйкелім айнасына арналған сенситивті термопара қойылады, оның қалыптасқан жұмысшы бөлігі термояндарды үйкелім айнасы арқылы жинау және термопараның жұмысшы бөлігіне жіберу үшін артыңғы ұшында қойылады. Термопарада пайда болған ЭДС милливольтметр немесе гальванометр арқылы өлшенеді, ол температуралық шкалаға бағытталған. Бұл түрдегі пирометрдің артықшылығы - объект пен прибор арасындағы әртүрлі аралықтар үшін бұғаттау қажет емес, өйткені айнаса әрқашан термопараның жұмысшы бөлігіне жіберіледі. Бірақ, бұл түрдегі пирометр өлшемдерінің шектеулі аймағы бар және айнасы немесе линзаның құрғауына әсер етуі мүмкін.
Өзгеріп отыратын фокусты радиациялық пирометр
Өзгеріп отыратын фокусты радиациялық пирометрде қуыршықтап полирован қалыптасқан айнасы бар.
Объекттен жіберілген термояндар алдымен айнасы арқылы алынаты, содан кейін термоқосуға жіберіледі, ол қырықтырған күміс немесе серебрден жасалған кішкентай дискке жіберіледі. Объекттің көрінетін суреті диск арқылы қарау құралы арқылы көрінетін, басты айнастың ортасындағы құрғау арқылы көрінетін. Басты айнастың орнын дискке қосылатын фокус үшін қалыптасқан ретте өзгерту керек. Дискке жіберілген термояндар термоқосун ісітеді, оның қалыптасқан ЭДС милливольтметр немесе гальванометр арқылы өлшенеді. Бұл түрдегі пирометрдің артықшылығы - ол ширек аралықта температураны өлшей алады және радиацияның көрінетін құралын өлшей алады. Бірақ, бұл түрдегі пирометр тез өзгерту және түзету үшін сүйікті қалыптасқан өлшемдерге қажет.
Радиациялық пирометрлердің артықшылықтары және жетістіктері
Радиациялық пирометрлер басқа температуралық сенсорларға салыстырмалы қандай да бір артықшылықтары және жетістіктері бар.
Бірнеше артықшылықтары:
Олар 600°C-дан жоғары температураны өлшей алады, басқа сенсорлар пышықтыру немесе зиян келтіре алады.
Олар объектпен физикалық контакттан өту қажет емес, бұл қалыңдау, коррозия немесе ауытқу алуға қол жетімділік береді.
Олар өте тез жауап береді және жоғары шығыс бар.
Олар коррозиялық атмосфералар немесе электромагниттік ауытқуларға әсерден қорғанысады.
Бірнеше жетістіктері:
Олар түзу шкаласыз және эмиссиялық өзгерістер, арасындағы газдар немесе парлар, айналыс температурасының өзгерістері, немесе оптикалық құралдардың құрғауына қатысты мүмкін болатын қателері бар.
Олар өлшемдердің дәлдігі үшін калибровка және қызмет көрсету қажет.
Олар қымбат және қолдануы қиын болуы мүмкін.
