Пирометры, ИК-термометры

Главная / Каталог / Температура / Пирометры, ИК-термометры

Радиационный ИК-термометр, пирометр, пирометрия.


Приборы представляют собой неконтактные температурные датчики, действие которых основано на зависимости температуры от количества теплового электромагнитного излучения, полученного от объекта измерения. Это целая группа приборов, которая включает как приборы, измеряющие температуру точки на объекте, области на объекте, или позволяющие получить картину одномерного и даже двумерного распределение температуры на заданной площади измерения.

Изделия этого типа имеют множество наименований: пирометры оптические, радиационные, поверхностные, полного излучения, двух-цветовые, автоматические инфракрасные термометры, непрерывного излучения, линейные сканеры, тепловизионные радиометры, и т.п.

Эти наименования больше связаны с назначением приборов. Общий термин, который применим к данному классу приборов и имеет техническое функциональное значение – радиационные термометры.

 

Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства.

Приборы могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур.

Классификация :

1. Спектр пирометров (ИК-термометров)

  • Яркостные. Позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити.
  • Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения.
  • Цветовые (другие названия: мультиспектральные, спектрального отношения) — позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.

2. Диапазоны измерений температур: (ИК-термометров)

  • Низкотемпературные. Обладают способностью показывать температуры объектов, обладающих даже отрицательными значениями этого параметра.
  • Высокотемпературные. Оценивают лишь температуру сильно нагретых тел, когда определение «на глаз» не представляется возможным. Обычно имеют сильное смещение в пользу «верхнего» предела измерения.

3. Исполнение приборов :

  • Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую информацию.
  • Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности, для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.

4. Спобоб отражения показаний (визуализация величин) (ИК-термометров)

  • Текстово-цифровой метод. Измеряемая температура выражается в градусах на цифровом дисплее. Попутно можно видеть дополнительную информацию.
  • Графический метод. Позволяет видеть наблюдаемый объект в спектральном разложении областей низких, средних и высоких температур, выделенных различными цветами.

Основные принципы измерений

Метод яркостной пирометрии (называемой также радиационной пирометрией, пирометрией по излучению) использует зависимость энергетической яркости излучения объекта в ограниченном диапазоне длин волн от его температуры т.е, яркость излучения объекта зависит от его температуры. Следовательно, измерив яркость излучения объекта, мы можем измерить (с той или иной точностью) значение температуры объекта. Таким образом, ключевым элементом радиационного пирометра является приемник излучения, преобразующий приходящую на него энергию излучения в иную физическую величину, чаще всего в ток или в напряжение. Его дополняют оптическая система, собирающая в определенном телесном угле излучение от объекта, и электронная схема с системами питания и индикации, усиливающая, преобразовывающая и отображающая результат измерения.

Метод цветовой оптической пирометрии
(спектрального отношения) изначально был основан на зависимости спектрального распределения потока излучения нагретого объекта от температуры в диапазоне видимых длин волн. Другими словами, от температуры нагретого объекта зависел цвет его излучения. Объекты, нагретые до 700–800°С, светят темно-оранжевым светом, при 1000–1200°С цвет свечения становится ярко-оранжевым, постепенно переходя в желтый, при 2000°С цвет воспринимается нашим глазом как ярко-желтый, а после 2500°С свечение приближается к белому цвету. Долгое время основными элементами цветового сравнения были глаз оператора и нагретая нить накала (или спираль), расположенная в окуляре пирометра в поле зрения оператора. Нить в окуляре совмещалась с изображением измеряемого объекта. Регулируя проходящий через накальную нить электрический ток, оператор подбирал такое его значение, чтобы цвет нити совпадал с цветом измеряемого объекта. При определенном значении тока изображение нити "исчезало" на фоне нагретого объекта, что являлось критерием равенства температуры объекта и нагретой нити. 
В силу особенностей человеческого зрения описанный метод при опоре на восприятие цвета человеческим глазом имеет серьезные ограничения в точности и повторяемости результатов измерений. Поэтому с развитием компонентной базы весьма субъективные визуальные измерения были вытеснены измерениями с помощью нескольких приемников излучения, работающих в различных спектральных диапазонах. Таких приемников может быть и три, и семь, но на практике чаще всего ограничиваются двумя.

Таким образом, в настоящее время данный метод основан на зависимости от температуры отношения энергетических яркостей объекта в двух различных областях спектра излучения. Соответственно, этот метод получил название метода пирометрии спектрального отношения.

Основные технические характеристики приборов

Для правильного подбора пирометра под решение своей задачи необходимо учитывать следующие параметры: диапазон измеряемой температуры, необходимое быстродействие пирометра, излучательная способность объекта контроля, показатель визирования пирометра, размер области измерения.

Оптическое разрешение (показатель визирования)
Оптическое разрешение определяется отношением диаметра пятна (круга) на поверхности, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Чтобы правильно выбрать прибор, необходимо знать сферу его применения. Если нужно измерять температуру объекта с расстояния 4 метра, то ИК термометр с оптическим разрешением 4:1 вряд ли подойдет. Диаметр излучающей поверхности будет слишком большой, и в поле зрения термометра попадут посторонние объекты. Лучше выбрать разрешение, по крайней мере, 50:1. Однако если необходимо принимать излучение с небольшого расстояния, то лучше выбрать термометр с разрешением 4:1, т.к у него будет больше минимальная допустимая площадь излучения. Необходимо иметь ввиду, точность измерений температуры может значительно снижаться, если пользователь ошибочно нацеливает ИК термометр на большую площадь, чем площадь измеряемого объекта. У большинства современных термометров имеется специальный лазерный целеуказатель для точного наведения на объект измерения.
.
На рисунке изображен пирометр с оптическим разрешением 6:1 .

.Оптическое разрешение

Излучательная способность объекта - отношение мощности излучения объекта при данной температуре к мощности излучения абсолютно черного тела (АЧТ). АЧТ определяется как поверхность, излучающая максимальное количество энергии при данной температуре. Излучательная способность АЧТ равна 1,00
Излучательные  свойства  объекта  определяются  свойствами  материала  и чистотой обработки  поверхности  объекта,  а  не  цветом  его  поверхности. В таблице приведены  типичные  значения  излучательной  способности  некоторых широкораспространенных материалов относительно абсолютно черного тела. 
Полированные металлические поверхности могут иметь излучательную способность близкую нулю, что затрудняет применение пирометрического метода измерения температуры.

Диапазон температур и длина волны
Рабочий диапазон температур пирометра зависит от длины волны излучения, на которое реагирует детектор пирометра. Так как спектр излучения с ростом температуры смещается в сторону коротких волн, высокотемпературные пирометры имеют более короткую длину волны. Для пользователя рабочая длина волны пирометра не имеет значения, его интересует диапазон температур.

Быстродействие
Так как пирометры применяются в случаях быстрого изменения температуры, быстродействие для них является важной характеристикой. Оно обычно оценивается временем достижения 95% установившегося показания (время установления показания).

Установка излучательной способности

Для точного определения температуры тела по его излучению необходимо знать его излучательную способность (степень черноты). Большинство поверхностей по характеру излучения близки к черному телу, однако некоторые (например, полированные металлы) существенно отличаются. Простые пирометры настроены на фиксированную излучательную способность (чаще всего - 0,95), поэтому при измерении температуры хорошо отражающей поверхности они дают погрешность в несколько градусов. В более сложных пирометрах можно устанавливать излучательную способность, компенсируя эту погрешность. В наиболее совершенных пирометрах имеются встроенные таблицы излучательной способности многих известных материалов, что избавляет от необходимости их запоминания.

Измеряемый диаметр объекта
определяется показателем визирования  и зависит от расстояния до инфракрасного термометра: 
Измеряемый диаметр объекта = показатель визирования x расстояние  до  объекта

Минимальный измеряемый диаметр
- наименьший диаметр объекта, который может быть измерен при данном фокусном расстоянии и размере приемника.
Отношение высоты конуса к его диаметру L:D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик прибора (иногда используют обратную величину - D:L). Чем больше L:D, тем более мелкие предметы пирометр может различить на расстоянии.
При увеличении или уменьшении расстояния измеряемый диаметр возрастает. При приближении к объекту вплотную измеряемый диаметр увеличивается до размеров входного зрачка прибора.
Точность измерения не зависит от расстояния до тех пор, пока размер объекта больше измеряемого диаметра. Индицируемая пирометром температура будет не верна, если размер объекта меньше диаметра пятна контроля. Так как объект, температура которого должна быть измерена, не заполняет весь диаметр пятна контроля, прибор принимает излучение от других объектов окружающей среды, которое оказывает влияние на точность измерения.

Фокусное расстояние
Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометр,а зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности d, называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и d указываются в документации. Существуют специальные короткофокусные пирометры, у которых d составляет 5...8 мм на расстоянии F 300...600 мм.

Способ нацеливания
Простейшие пирометры не имеют устройства нацеливания и могут применяться только на близких расстояниях. Для нацеливания пирометра на удаленные объекты чаще всего применяется луч лазера. С помощью одиночного лазерного луча можно определить только точку вблизи центра зоны чувствительности. У такого прицела луч лазера не совпадает с оптической осью объектива пирометра, поэтому центр зоны смещен относительно лазергого указателя на фиксированное расстояние 1-2 см (т.н. ошибка параллакса). В усовершенствованном коаксиальном прицеле луч лазера выходит из центра объектива пирометра и всегда попадает в центр зоны измерения. Двойной лазерный прицел показывает не только расположение, но и размер зоны измерения пирометра, однако на близком расстоянии он может быть сильно завышен. Разновидность двойного прицела с пересекающимися лучами называется кросс-лазером и обычно применяется в короткофокусных пирометрах, так как этот вид лазера удобен для определения местоположения фокуса объектива. Круговой лазерный прицел, образованный несколькими лучами, наглядно обозначает зону измерения пирометра. Простому круговому прицелу присущи уже упомянутые недостатки - параллакс и завышенный размер зоны измерения на близком расстоянии. Наиболее совершенный прицел, лишенный этих недостатков, создается несколькими лазерными лучами, расположенными вокруг объектива пирометра и образующими гиперболоид вращения. Такой прицел точно обозначает зону измерения на любом расстоянии от пирометра, поэтому он называется точным круговым лазером (TRUE SPOT).
Лазерный луч плохо виден на ярко освещенной или раскаленной поверхности, поэтому высокотемпературные пирометры для нацеливания оснащаются оптическими визорами (прицелами).


Все реализуемые нашей компанией приборы, внесены в ГОСРЕЕСТР, соответствуют общепринятым стандартам, имеют сертификат  качества и сопровождаются гарантийным документом, проходят первичную поверку и калибровку.

Если Вы не знаете точной маркировки пирометра, наши менеджеры постараются помочь подобрать оптимальный вариант, исходя из каждой конкретной технической задачи.

Предоставляем гарантию на все виды продукции, представленной ЗАО Промприбор, обеспечиваем доставку заказа в любой регион России, а нашим постоянным клиентам предоставляем скидки.

Каталог продукции

ЗАО ПРОМПРИБОР - комплексные поставки КИПиА

  • Поддерживаем все заводские гарантии.
  • Отгрузка - в любой регион России.
  • Постоянным клиентам предоставляются скидки.
 
Контактный телефон/факс (343) 345-28-66, 217-63-28, 217-63-29, 383-43-89
 
сделать заказ
 
Сайт: www.pp66.ru

Новости

Новости: на сайте обновлены цены на приборы производства АО Теплоконтроль, г.Казань

С 05.06.17 года в разделе Каталог и Прайс-лист обновленыцены на продукцию производства АО Теплоконтроль, г. Казань.

Всю номенклатуру приборов, выпускаемых данным предприятием можно купить и получить у официального дилера - ООО Промприбор-66 по ценам, не превышающим отпускных цен производителя.

Поддерживаем все заводские гарантии изготовителя в полном объеме, предоставляем скидки!!!

Каталог по алфавиту

Контакты

Россия, г.Екатеринбург
Тел/факс: 343 345-28-66, 217-63-28, 217-63-29, 383-43-89
E-mail: pp-66@list.ru
Rambler's Top100
Политика конфиденциальности


Данный сайт использует файлы cookie и прочие похожие технологии. В том числе, мы обрабатываем Ваш IP-адрес для определения региона местоположения. Используя данный сайт, вы подтверждаете свое согласие с политикой конфиденциальности сайта.
ОК