Čo je to pyrometer: pracovný princíp a jeho typy

Čo je to pyrometer: pracovný princíp a jeho typy

Fyzikálna veličina, ktorá sa dá opísať ako horúčava alebo chlad akéhokoľvek objektu alebo látky, sa nazýva teplota . Môže sa merať v rôznych jednotkách a mierkach podľa požiadavky. Teplotu ľubovoľného materiálu je možné merať pomocou rôznych metód a zariadení. Zariadenia na meranie teploty sa používajú na meranie energetickej úrovne fyzikálnych vlastností alebo akejkoľvek látky. Podľa fyzikálnych vlastností materiálu možno teplotu merať pomocou týchto metód teplomery (kvapalina v skle), elektrický odpor teplomer, radiačný teplomer / infračervené teplomery / pyrometre, termočlánok , kremíková dióda, bimetalové prístroje, žiarovky a kapilárne prístroje, plyn s konštantným objemom a tlakové plynové teplomery. Jednotkou teploty SI je Kelvin (k), okrem tejto hodnoty je možné ju merať v Celciusových stupniciach (C) a Fahrenheitovej stupnici (F). Tento článok pojednáva o tom, čo je pyrometer, pracovný princíp, typy, výhody, nevýhody a aplikácie.



Čo je to pyrometer?

Pyrometer je tiež známy ako infračervený teplomer alebo radiačný teplomer alebo bezdotykový teplomer používaný na detekciu teploty povrchu objektu, ktorá závisí od žiarenia (infračerveného alebo viditeľného) emitovaného z objektu. Pyrometre pôsobia ako fotodetektor kvôli vlastnosti absorbovať energiu a merať intenzitu EM vĺn pri akejkoľvek vlnovej dĺžke.


Používajú sa na meranie vysokoteplotných pecí. Tieto zariadenia dokážu merať teplotu veľmi presne, presne, čisto vizuálne a rýchlo. Pyrometre sú k dispozícii v rôznych spektrálnych rozsahoch (pretože kovy - rozsahy krátkych vĺn a rozsahy nekovov - dlhé vlny).





Pyrometerový diagram

pyrometer-diagram

Farebné pyrometre sa používajú na meranie žiarenia emitovaného z objektu počas merania teploty. Môžu veľmi presne merať teplotu objektu. Preto sú chyby merania pri týchto zariadeniach veľmi nízke.



Farebné pyrometre sa používajú na stanovenie pomeru dvoch intenzít žiarenia s dvoma spektrálnymi rozsahmi. Sú k dispozícii v sériách Metis M3 a H3 a vreckových prenosných počítačoch Capella C3 v rôznych verziách.

Vysokorýchlostné pyrometre sa zvyknú temperovať rýchlejšie a rýchlejšie ako zariadenia M3. Dostupné sú v kombinácii s 1-farebným a 2-farebným pyrometrom. Tieto zariadenia môžu vytvárať jasné teplotné profily rýchlo sa pohybujúcich objektov a riadiť primeranú úroveň teploty.


Princíp činnosti pyrometra

Pyrometre sú zariadenia na meranie teploty, ktoré sa používajú na zisťovanie teploty objektu a elektromagnetického žiarenia emitovaného z objektu. Sú k dispozícii v rôznych spektrálnych rozsahoch. Na základe spektrálneho rozsahu sa pyrometre delia na 1-farebné pyrometre, 2-farebné pyrometre a vysokorýchlostné pyrometre.

Základným princípom pyrometra je, že meria teplotu objektu snímaním tepla / žiarenia emitovaného z objektu bez kontaktu s objektom. Zaznamenáva úroveň teploty v závislosti od intenzity emitovaného žiarenia. Pyrometer má dve základné súčasti, ako je optický systém a detektory, ktoré sa používajú na meranie povrchovej teploty objektu.

Keď sa vezme akýkoľvek objekt, ktorého povrchová teplota sa má merať pyrometrom, optický systém zachytí energiu emitovanú z objektu. Potom sa žiarenie pošle na detektor, ktorý je veľmi citlivý na vlny žiarenia. Výstup z detektora sa týka úrovne teploty objektu v dôsledku žiarenia. Upozorňujeme, že teplota detektora analyzovaného pomocou úrovne žiarenia je priamo úmerná teplote objektu.

Žiarenie emitované z každého cieľového objektu s jeho skutočnou teplotou presahuje absolútnu teplotu (-273,15 stupňov Celzia). Toto emitované žiarenie sa označuje ako infračervené žiarenie, ktoré je nad viditeľným červeným svetlom v elektromagnetickom spektre. Vyžarovaná energia sa používa na zisťovanie teploty objektu a pomocou detektora sa prevádza na elektrické signály.

Typy pyrometra

Na zistenie teploty iného objektu sú pyrometre rozdelené do 2 typov. Oni sú,

  • Optické pyrometre
  • Infračervené / radiačné pyrometre

Optické pyrometre

Jedná sa o jeden z typov pyrometrov používaných na detekciu tepelného žiarenia viditeľného spektra. Teplota meraných horúcich predmetov bude závisieť od viditeľného svetla, ktoré emitujú. Optické pyrometre sú schopné poskytnúť vizuálne porovnanie medzi kalibrovaným zdrojom svetla a povrchom cieľového objektu. Ak je teplota vlákna a povrchu objektu rovnaká, potom sa intenzita tepelného žiarenia spôsobená vláknom zlúči do povrchu cieľového objektu a stane sa neviditeľným. Keď dôjde k tomuto procesu, prúd prechádzajúci vláknom sa prevedie na teplotnú hladinu.

Optický-pyrometer

optický-pyrometer

Infračervené alebo radiačné pyrometre

Tieto pyrometre sú určené na detekciu tepelného žiarenia v infračervenej oblasti, ktorá je zvyčajne vo vzdialenosti 2 - 14 um. Meria teplotu cieľového objektu z emitovaného žiarenia. Toto žiarenie je možné nasmerovať na termočlánok, ktorý sa prevádza na elektrické signály. Pretože termočlánok je schopný generovať vyšší prúd, ktorý sa rovná emitovanému teplu. Infračervené pyrometre sú vyrobené z pyroelektrických materiálov, ako je polyvinylidénfluorid (PVDF), triglycín sulfát (TGS) a tantalát lítny (LiTaO3).

Radiačný alebo infračervený pyrometer

žiarenie alebo infračervený pyrometer

Výhody nevýhody

Pyrometre sa zvyčajne porovnávajú s teplomermi a pri používaní majú aj určité výhody a nevýhody.

Výhody pyrometra sú

  • Môže merať teplotu objektu bez akéhokoľvek kontaktu s objektom. Toto sa nazýva Bezkontaktné meranie.
  • Má rýchly čas odozvy
  • Dobrá stabilita pri meraní teploty objektu.
  • Môže merať rôzne typy teploty objektu na premenlivých vzdialenostiach.

Nevýhody pyrometra sú

  • Pyrometre sú spravidla robustné a drahé
  • Presnosť zariadenia môže byť ovplyvnená rôznymi podmienkami, ako je prach, dym a tepelné žiarenie.

Aplikácie

Pyrometre sa používajú v rôznych aplikáciách ako napr.

  • Na meranie teploty pohybujúcich sa objektov alebo konštantných objektov z väčšej vzdialenosti.
  • V metalurgickom priemysle
  • V hutníctve
  • Teplovzdušné balóny na meranie tepla v hornej časti balóna
  • Parné kotly na meranie teploty pary
  • Na meranie teploty tekutých kovov a vysoko ohriatych materiálov.
  • Na meranie teploty pece.

Časté otázky

1). Aký je rozdiel medzi teplomerom a pyrometrom

Teplomer je zariadenie na meranie teploty (kontaktné meranie) a Pyrometer je teplomer s diaľkovým snímaním a bezkontaktné meracie zariadenie na vysoké teploty.

2). Čo je optický pyrometer?

Bezkontaktné prístroje na meranie teploty, ktoré fungujú na princípe jasu cieľového objektu a jasu vlákna vo vnútri pyrometra.

3). Aké prístroje sa používajú na meranie teplôt?
  • Teplomery, termočlánky, pyrometre, teplomery (kvapalné v skle)
  • Elektrický odporový teplomer
  • Radiačný teplomer / infračervené teplomery
  • Termočlánok
  • Kremíková dióda
  • Bimetalové prístroje
  • Žiarovkové a kapilárne zariadenia
  • Plynové a tlakové teplomery s konštantným objemom
4). Ako meriame teplotu?

Meria sa teplomerom kalibrovaným v rôznych teplotných stupniciach, ako je stupnica Celzia (Celzia označovaná ako stupne C), stupnica Fahrenheita a Kelvinova stupnica (K).

5). Aká je jednotka teploty SI?

Jednotkou teploty SI je Kelvin (K).