Пирометър, термокамера, разходомер, термометър, локатор
Разгледани са структурата на пирометъра, влиянието на коефициента на измерване и типичните грешки на измерването.
Схемата на пирометъра може да бъде представена по следния начин:
Оптични лещи - Сензор (инфрачервен детектор) - Усилвател - Температурна компенсация - Математическа обработка (изчисления) .
Топлинното излъчване се концентрира от лещата и се предава на сензора. Сензорът преобразува топлинното излъчване в електрическо напрежение, което се увеличава от усилвател и се предава на микропроцесора. Процесорът сравнява измерената температура с температурата на околната среда и показва показанията на дисплея.
N.B. Принципът на измерване е оптичен, така че лещата винаги трябва да е чиста и неповредена.
Параметри, влияещи върху измерванията.
- Температура на обекта за измерване
- Емисионна способност на измервания обект
Температурна характеристика на инструмента (точка за сравнение)
Типични емисионни способности
- Продукти. Както всички органични материали, хранителните продукти имат добра емисионна способност и затова няма проблеми при измерване на температурата им с пирометър.
- Бели метали. Те имат много малка излъчвателна способност в диапазона от 8 до 14 µm и поради това температурата им е трудна за измерване. Измерванията изискват използването на покрития, които повишават емисионната способност, например: боя, маслен филм.Желателно е да се измерва с контактен термометър.
- метални оксиди. В тази група няма постоянни индикатори. Коефициентът на излъчване е между 0,3 и 0,9 µm и силно зависи от дължината на вълната.За да се определи точно температурата, трябва да се избере коефициентът на излъчване на обекта. Може да се определи чрезсравнително измерване с контактен термометър (т.е. чрез промяна на коефициента на излъчване, включен в пирометъра, човек може да избере едно, когато измерванията на пирометъра ще съвпадат с измерванията на контактния термометър). В противен случай могат да се използват покрития с определено ниво на излъчване.
- Светли неметали / тъмни неметали / пластмаси / продукти. Предмети като бяла хартия, керамика, мазилка, дърво, гума, тъмно дърво, камък, тъмни бои имат емисионна способност приблизително 0,95 при дължини на вълните над 8 µm Повечето органични материали имат емисионна способност приблизително 0,95. Следователно тази стойност се въвежда в инструментите като настройка по подразбиране или постоянна, за да се избегнат грешки при измерване поради неправилна (невнимателна) настройка на стойността на емисионната способност.
Влияние върху резултатите от измерването (примери)
Пример 1: Обект на измерване (полуготови продукти, T= -22 °C) Коефициент на излъчване = 0,92. Измерването се извършва при околна температура от +22 °C. Предварително зададен коефициент на излъчване 0,95. Показания на IR измервателния уред: -21 °C, т.е. температурата, показана на дисплея на инструмента, е неправилна с 1 °C. Грешката е незначителна.
Пример 2: Обект на измерване (оксидиран месингов лист, T= +200 °C) Коефициент на излъчване = 0,62 Измерването се извършва при околна температура от +22 °C. Предварително зададен коефициент на излъчване 0,70. Пирометърът показва температура от +188 °C. Грешката вече е значителна и може да доведе до брак.
ОБЩО: Колкото по-голяма е разликата между температурата на измервания обект и температурата на околната среда и колкото по-ниска е емисионната способност, толкова по-големи са грешките при измерване в случай на неправилна стойностизлъчвателна способност!
При температури над околната температура:
- Ако коефициентът на излъчване е зададен твърде високо, показаната температура на измерване ще бъде твърде ниска.
- Ако коефициентът на излъчване е зададен твърде ниско, показаната температура на измерване ще бъде твърде висока.
При ниски температури под температурата на околната среда
- Ако коефициентът на излъчване е зададен твърде високо, показаната температура на измерване ще бъде твърде ниска.
- Ако коефициентът на излъчване е зададен твърде ниско, показаната температура на измерване ще бъде твърде висока.
Таблица на емисионната способност на основните материали
| Материал | Температура, °С | Коефициент на излъчване |
| Алуминий, лека ламарина | 170 | 0,04 |
| Азбест | 20 | 0,96 |
| Асфалт | 20 | 0,93 |
| Памук | 20 | 0,77 |
| Цимент | 25 | 0,93 |
| Олово, сиво оксидирано | 20 | 0,28 |
| Олово, силно окислено | 20 | 0,28 |
| Тол (покривен материал) | 20 | 0,93 |
| Лед, гладък | 0 | 0,97 |
| Лед, неравен | 0 | 0,99 |
| Желязо, обработено, шмиргел | 20 | 0,24 |
| Желязо, леки, гравирани. | 150 | 0,13 |
| Желязо, топено. | 100 | 0,80 |
| Желязо, лист | 20 | 0,77 |
| Желязо, леко ръждясало | 20 | 0,61 |
| Желязо, силно ръждясало | 20 | 0,85 |
| обработваема земя | 20 | 0,38 |
| Почва, черна глина | 20 | 0,66 |
| Плочка | 25 | 0,93 |
| Гипс | 20 | 0,90 |
| Стъклена чаша | 90 | 0,94 |
| Злато, полирано | 130 | 0,02 |
| Гумена, твърда | 23 | 0,94 |
| Гума, меко сива | 23 | 0,86 |
| дърво | 70 | 0,94 |
| Камъче | 90 | 0,95 |
| корк | 20 | 0,70 |
| Корунд, шмиргел (твърд) | 80 | 0,86 |
| Радиатор, тъмен анодизиран ' | 50 | 0,98 |
| Мед, потъмняла | 20 | 0,04 |
| Мед, с оксиден филм | 130 | 0,76 |
| Мед, полирана. | 20 | 0,03 |
| Мед, тъмен, оксид | 20 | 0,78 |
| Пластмаса (PE.PP, PVC) | 20 | 0,94 |
| листна маса | 20 | 0,84 |
| Мраморно бяло | 20 | 0,95 |
| Мин. бояджийско покритие | 100 | 0,93 |
| Месинг, оксид | 200 | 0,61 |
| НАТО зелено | 50 | 0,85 |
| Хартия | 20 | 0,97 |
| Порцелан | 20 | 0,92 |
| шисти | 25 | 0,95 |
| Черна боя (матова) | 80 | 0,97 |
| Коприна | 20 | 0,78 |
| Сребро | 20 | 0,02 |
| Стомана (термично обработена повърхност) | 200 | 0,52 |
| Стомана, оксид | 200 | 0,79 |
| Глина, изпечена | 70 | 0,91 |
| Обърнат. багрило | 70 | 0,94 |
| вода | 38 | 0,67 |
| Тухла, хоросан, мазилка | 20 | 0,93 |
| Бял цинк (боядисан) | 20 | 0,95 |
Източник на грешка / неизправност / компенсация на пирометър
- Влияние на външни фактори (шум) върху резултата от измерването. При безконтактно измерване на температурата, освен че се влияе от вида на материала и състоянието на неговата повърхност, пътят на предаване на инфрачервения сигнал между инструмента и измервателния обект може също да повлияе на резултата от измерването. Смущенията включват например: частици прах и мръсотия, влажност (дъжд), пара, газове
- Неправилно настроен коефициент на излъчване може да доведе до значителни грешки в измерването.)
- След измерване на температурата, измервателният уред не се настройва към новата температура (точка за сравнение). Този фактор може да доведе до значителни грешки в измерването, възникват същите проблеми, както при използване на устройства с термодвойка.
- Препоръчително е да съхранявате уреда на мястото, където ще се измерва температурата! Това ще избегне проблема с времето за настройка на инструмента.
- IR измерването е оптично измерване: за да получите точни данни от измерването, почиствайте обектива редовно. Не измервайте през лещи, които са замъглени, например поради пара.
- IR измерването е повърхностно измерване: ако е на повърхносттаАко измерваният обект съдържа мръсотия, прах, скреж и т.н., тогава ще бъде измерена само температурата на горния повърхностен слой, като температурата на замърсяване. Затова преди измерване се уверете, че повърхността на обекта е чиста.
- Не правете измервания, ако има смущения в сигнала.
- Разстоянието между пирометъра и измервания обект е твърде голямо, т.е. точката на измерване е по-голяма от самия обект на измерване.