Види пірометрів для вимірювання температури безконтактним методом

У промисловому виробництві часто виникають ситуації, при яких потрібно точно визначити температуру об'єкта без прямого контакту з ним. Звичайні способи не дають потрібного результату, тому вчені винайшли різні пірометри для вимірювання температури безконтактним методом. Прилади відразу ж почали широко застосовуватися і стали незамінними пристроями.

Загальні відомості про прилад

Пірометр – це дуже простий і зручний в роботі прилад. Для того щоб виміряти температуру обраного об'єкта, досить просто направити на нього пристрій. Воно миттєво визначає ступінь нагріву і видає свідчення.

Переваги і недоліки

Прилад пірометр, як і більшість винайдених пристроїв, мають свої переваги і недоліки. Вони обумовлюються особливостями будови та умовами застосування.

До переваг можна віднести наступні:

1. Простота конструкції і малі габарити. Пірометри використовуються досить часто, тому малі розміри дозволяють носити їх навіть в самому невеликому кишені або спеціальній сумці.
2. Низька вартість. Використання мінімальної кількості деталей в конструкції дозволяє виробникам випускати пристрої в великому обсязі і продавати їх за низькою ціною.
3. Висока надійність. Апарат відрізняється хорошою працездатністю, що незамінне при використанні його в екстремальних умовах.
4. Широкий діапазон вимірювання. Більшість сучасних пірометрів дозволяють визначати температуру об'єкта в межах від 10 до 800 градусів. В випущених під конкретні завдання пристроях цей показник може досягати і більш високих значень.

Крім позитивних сторін, є і негативні. Їх потрібно враховувати при виборі та купівлі приладу.

Серед недоліків можна виділити такі:

1. Залежність приладу від випромінювальної здатності об'єкта. При вимірюванні температури у однаково нагрітого блискучого і темного предмета будуть виходити різні показники.
2. Пірометр може видавати неправильні показання через структури поверхні об'єкта дослідження, його фізичного стану і наявності захисних покриттів.
3. Відкоригувати показники і встановити похибку можна тільки на найновіших приладах. Старі апарати такою функцією не володіють.
4. На точність вимірювань впливає відстань. Чим воно більше, тим вище ймовірність видачі неправильних показників.

Сфера застосування

Пірометри широко використовуються на виробництві, де встановлено багато нагрівальних приладів. З їх допомогою перевіряється температура теплотрас, бойлерів, паропроводів і оброблюваних деталей. Електрики цим приладом перевіряють ступінь нагрівання кабелів, трансформаторів і місць з'єднання проводів, а металурги – печей, верстатів, пресів.

Не оминули увагою пирометр і автомайстра. Їм вони перевіряють нагрівання електродвигуна і інших деталей машини. У харчовій промисловості такі пристрої використовують для отримання точних відомостей про температуру зберігання тих чи інших продуктів харчування.

Безконтактні пірометри іноді використовують для особливих випадків. Серед них варто відзначити наступні:

1. Необхідність провести швидке вимірювання (при пожежах та інших непередбачених ситуаціях).
2. Дослідження предметів або деталей, що володіють низькою теплоємністю.
3. Стежити за ступенем нагрівання об'єктів, до яких заборонено торкатися руками або будь-якими пристроями.
4. Вимірювання температури тонкого поверхневого шару виробу або дуже маленькою його деталі.
5. Контроль за ступенем нагрівання заготовки при виготовленні деталей особливої ​​важливості.
6. Дослідження об'єктів, які працюють від електричної енергії.
7. Необхідність визначення температури швидко рухаються.
8. Перевірка ступеня нагріву важкодоступних вузлів або окремих його деталей.

Пристрій і принцип дії

Пірометр відноситься до приладів, які дозволяють вимірювати температуру об'єкта, перебуваючи на відстані від нього. У більшості випадків вони виготовляються у формі, дуже схожою на пістолет. У прилад вбудований невеликий рідкокристалічний індикатор, на який надходять всі відомості про проведені вимірах, і видається їх результат.

До основних функцій пристрою відносяться:

• обчислення і визначення максимального, а також мінімального значення серед кількох проведених вимірювань;
• звукове та візуальне сповіщення при досягненні заданої кордону;
• невеликий обсяг вбудованої пам'яті для запам'ятовування інформації про проведені вимірах.

У сучасних пристроях передбачено USB-вихід. З його допомогою можна в найкоротші терміни передавати дані на комп'ютер і відразу ж обробляти їх.

Пірометр складається з таких деталей:

• оптичні прилади;
• Дзеркало;
• видошукач і його вісь;
• вимірювальний пристрій;
• електронний перетворювач;
• датчики;
• корпус;
• кнопки управління.

Всі вони забезпечують нормальне функціонування апарату та видачу максимально точних результатів.

Принцип дії пірометра:

1. Теплові хвилі від об'єкта надходять в розтруб пристрою.
2. Через нього вони надходять на датчик вимірювання температури.
3. У ньому теплова енергія перетворюється в електричний сигнал. Потужність останнього залежить від ступеня нагріву об'єкта. Чим вона вища, тим більший показник струму виникає на датчику.
4. Потім сигнал надходить на електронний перетворювач, де він обробляється.
5. Готовий результат виводиться на рідкокристалічний екран.

види пірометрів

Ці незамінні в промисловості прилади випускаються під потреби конкретного виробництва. Вони поділяються на кілька видів:

1. За принципом дії: оптичні, інфрачервоні. Перші поділяються ще на два види, які називаються колірними (порівнюють яскравість об'єкта з іншими областями спектру) і яскравості (досліджують ступінь випромінювання, що йде від деталі, зі значеннями розжарення нитки).
2. За методом прицілювання: з оптичним і лазерним наведенням.
3. За коефіцієнтом випромінювання: постійні та змінні.
4. За методом переміщення: мобільні, стаціонарні.
5. За вимірюваним показниками: високотемпературні (для визначення показників вище +400 градусів за Цельсієм) і низькотемпературні (для вимірювання до 30 градусів нижче нуля).

оптичний апарат

Такий пирометр вважається одним з найбільш часто використовуваних. Він проводить вимірювання в діапазоні інфрачервоних променів і видимого світла. Складається прилад з наступних деталей:

• об'єктив;
• лампа;
• послабляє світлофільтр;
• нитка розжарення;
• реостат;
• мілівольтметр;
• важіль реостата;
• монохромний світлофільтр;
• окуляр;
• різні рукоятки для управління реостатом і всім приладом.

В основі принципу роботи пристрою лежить порівняння ступеня яскравості випромінювання, що виходить від об'єкта з таким же показником нитки розжарювання. Останній параметр визначається виробником і закладається в пам'ять пирометра.

Оптичний апарат діє так:

1. Вихідний від досліджуваної деталі світло потрапляє в об'єктив приладу.
2. Через нього він надходить в окуляр.
3. Робочий бачить видається ступінь яскравості і порівнює її з аналогічним показником температурної лампи. Весь процес виконується в монохроматичному світлі, який створюється за допомогою спеціального світлофільтру.
4. Температура визначається за допомогою мілівольтметра. На ньому нанесена спеціальна розмітка, яка враховує ступінь напруження нитки.

інфрачервоний радіометр

Цей вид пирометра працює на основі радіаційного способу і в обмеженому інтервалі інфрачервоного випромінювання. Для зручності користування апарат забезпечений спеціальним лазерним покажчиком. Він допомагає навести прилад на конкретне місце деталі і виміряти його температуру.

Інфрачервоний пірометр складається з таких компонентів:

• діафрагма;
• об'єктив;
• кожух з міді;
• корпус;
• лампа;
• світлофільтр;
• окуляр;
• напруження;
• мілівольтметр.

Принцип дії приладу заснований на уловлюванні теплового випромінювання, що йде від гарячого об'єкта, і фокусуванні чутливим елементом, сполученим з термопарою.

Працює прилад таким чином:

1. Включений пирометр наводиться на досліджувану деталь так, щоб вона виявилася в об'єктиві і повністю закрила від очей людини інші предмети.
2. Окуляр пересувається і досягається максимальна чіткість зображення. При цьому важливо використовувати світлофільтр. Він не тільки дозволить більш точно виконати вимірювання, але і вбереже очі від шкідливого впливу яскравого світла.
3. Теплове випромінювання надходить на чутливий елемент приладу. Вона виготовлений у вигляді пластинки з платини.
4. До неї припаяні термопари, які нагріваються в залежності від температури об'єкта.
5. Вона вимірюється, і результат видається на екран приладу.

Правила користування і техніка безпеки

Перед використанням пирометра необхідно детально вивчити його інструкцію. Це допоможе не тільки краще зрозуміти принцип роботи, але і вбереже від більшості проблем, які можуть виникнути під час експлуатації.

Основні правила:

1. Прилад почне працювати, а його розтруб направляється в сторону об'єкта досліджень.
2. Визначаються межі вимірювань.
3. Видається отримана інформація.
4. Дані записуються в пам'ять пристрою або на будь-який зовнішній носій.

Прилад дуже простий, і працювати з ним зможе навіть та людина, яка перший раз тримає його в руках.

Крім правил користування, не можна забувати і про техніку безпеки. Має бути дотримана такі запобіжні заходи при роботі з приладом:

1. Забороняється направляти пирометр в очі людини. Лазерний промінь, який виходить від нього, може викликати опіки та інші пошкодження органів зору.
2. Зберігати прилад потрібно в недоступному для дітей місці. Якщо цього не зробити, то малюк випадково може наштовхнутися на нього і використовувати в якості іграшки. При цьому найменша необережність може привести до пошкоджень різного ступеня тяжкості.
3. Забороняється класти прилад на гарячу поверхню.
4. Після дослідження сильно розігрітій поверхні контактна вимірювальна головка стає досить гарячою. Через необережне поводження з нею можна отримати опік.
5. Не можна опускати апарат в воду, так як він не герметичний. Така необережність може зіпсувати пірометр або сприяти неправильної його роботі.
6. Забороняється торкатися до досліджуваного об'єкта приладом, руками або будь-якими іншими частинами тіла.

Пірометр – це корисний пристрій, яке дає можливість визначити температуру безконтактним методом. Якщо все правильно зробити і дотримати рекомендації професіоналів, то можна швидко виконати необхідні вимірювання і отримати максимально точні результати. Під час роботи не можна забувати і про особисту безпеку.