Бесконтактный метод: пирометры для измерения температуры

Бесконтактный метод: пирометры для измерения температуры

Пирометр – прибор, контролирующий нагрев объекта бесконтактным (дистанционным) способом. Пирометры, использующие бесконтактные методы измерения температуры, производятся с 1960-х годов.

Принцип работы электроприборов основан на движении электрического тока, который нагревает как проводник, так и прибор. При нормальных условиях эксплуатации устанавливается температурный баланс между оттоком тепла от проводника и его рассеиванием во внешнюю среду.

ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:

При разбалтывании контактов провода сопротивление токовой сети увеличивается, что вызывает повышение температуры, что часто приводит к выходу из строя. Именно поэтому осуществляется постоянный контроль температуры токоведущих компонентов электрооборудования высоковольтных подстанций и других энергетических установок.

Традиционные методы контроля температуры здесь неприменимы, поэтому используется дистанционное измерение температуры без необходимости установки контактных устройств.

Принципы бесконтактного измерения температуры

В любом физическом объекте движение атомных частиц сопровождается образованием электромагнитных волн. Температура напрямую влияет на интенсивность процесса; выделяемое тепло можно определить по состоянию интенсивности. Это основа бесконтактного измерения температуры.

Горячий объект с температурой «Х» излучает в окружающую среду количество «В» теплового потока (инфракрасного излучения), который улавливается выносным термодатчиком. Внутренняя схема датчика преобразует полученную информацию в необходимую информацию (температуру) и отображает ее на экране устройства. Устройство, использующее инфракрасное излучение для дистанционного измерения температуры, — пирометр. Для точного отображения результатов измерений необходимо четко установить пределы шкалы электромагнитных волн. Примерно нижний предел составляет 0,5 микрон, а верхний предел составляет 20 микрон. Бесконтактный пирометр – инфракрасный термометр.

Эта статья о том, как использовать мегомметр, может оказаться для вас полезной.

Влияние внешних причин на точность измерений

Точность показаний пирометра зависит от нескольких причин:

• Поверхность зоны обзора оборудования должна находиться в пределах прямой видимости;
• Пыль, водяной пар и туман на пути между источником излучения и приемным датчиком, а также грязь на приемном оборудовании также могут ослабить сигнал;
• Сама зона наблюдения, ее структура и состояние так или иначе влияют на плотность инфракрасного излучения и, следовательно, на отображение температуры.

Влияние последней причины можно объяснить графиком зависимости поправочного коэффициента от длины волны. На этом графике показаны характеристики источников черного и цветного излучения. Основой для сравнения инфракрасного излучения является черный цвет, единицей измерения которого является черный цвет. Все остальные коэффициенты могут быть только меньше 1.

На точность термометра также влияют следующие факторы:

• Длина волны инфракрасного излучения, на которой производится измерение;
• Температура зоны наблюдения.

Устройство бесконтактных измерителей – пирометров

Бесконтактные термометры, основанные на методах обработки информации, могут быть двух типов: пирометры и тепловизоры. Последняя конструкция аналогична конструкции пирометра. Но назначение этих устройств и их функции различаются:

Читайте также статью: Как сделать откосы на входную дверь из мдф

• Пирометр измеряет среднюю температуру наблюдаемой территории;
• Тепловизионные камеры могут определять нагрев каждой части зоны обзора.

Пирометрические термометры включают в себя:

• Датчик приема инфракрасного луча с оптической системой и зеркальным световодом;
• Электронная плата, преобразующая падающий луч;
• Экран с индикатором температуры;
• кнопки управления.

Тепловое излучение собирается оптической системой в фокус и через зеркальный световод подается на датчик первого преобразователя теплового луча, где преобразуется в электрический сигнал с напряжением, пропорциональным излучению. Электрический сигнал вторично преобразуется в электронной плате, а затем информация выводится в цифровом виде на экран измерительно-счетным блоком. Все кажется просто, для дистанционного измерения температуры нужно:

• Кнопкой управления включите пирометр-термометр;
• Наведите прибор на точку измерения и прочитайте цифры на экране.

Видео: ТОП—7. Лучшие бесконтактные (инфракрасные) термометры для измерения температуры. Рейтинг 2022 года!

Но нет, чтобы получить точные результаты, нужно также обратить внимание на условия видимости и прозрачность воздуха в точке измерения, а также на правильную установку парковочного положения при измерении – это определяется оптическими параметрами прибора устройство. Мало правильно навести пирометр на зону измерения, нужно еще выбрать расстояние для определения площади зоны измерения. Оптика тогда будет работать только с тепловым излучением нужной области без помех от излучения близлежащего оборудования.

Лазерные указатели цели

Более современные модификации пирометров оснащены лазерными целеуказателями, которые помогают правильно навести датчик на точку измерения и определить площадь зоны измерения. Они работают по разным принципам и имеют разную точность наведения:

• Одиночный лазерный луч – приблизительно отображает центр области измерения и не точно задает ее границы, его ось не совпадает с центром оптической системы пирометра, поэтому возникают ошибки параллакса;
• У коаксиального закона такого недостатка нет – луч лазера полностью совпадает с оптической осью, луч направлен прямо в центр области, но границы ее определить невозможно;
• Использует двойные лазерные лучи. Этот целеуказатель способен показывать размер области измерения, но может быть неточным на коротких расстояниях. Это особенно характерно для объективов с коротким фокусным расстоянием;
• Перекрестный лазерный целеуказатель предназначен для улучшения характеристик короткофокусных линзовых пирометров;
• Одиночный круговой лазерный луч – его можно использовать для очерчивания области измерения, но, как и на одиночный лазерный луч, на него влияет параллакс и он может искажать показания прибора на небольших расстояниях в возрастающих направлениях;
• Лазерный целеуказатель круговой прецизионный является наиболее надежным из перечисленных выше и не имеет недостатков других конструкций.

Пирометр – информация о параметрах температуры удаленной точки наблюдения термометра отображается на экране в текстовом и числовом виде.

Особенности конструкций пирометров

Мобильный (портативный) пирометр-термометр позволяет проводить дистанционные измерения во многих местах электрооборудования:

• Вводы и контакты трансформаторов, выключателей и разъединителей, работающих под напряжением;
• Высоковольтные подстанции и распределительные щиты, компоненты шинных систем;
• Подключения к воздушным линиям электропередачи и другим электростанциям и цепям.

Но в некоторых случаях можно контролировать нагрев электрооборудования без применения дорогостоящих пирометров и установить постоянные счетчики более простой конструкции. Например, измеряя теплоту обмотки возбуждения на роторе вращающегося генератора – датчика температуры – термометр устанавливают вблизи зоны контроля, откуда на него поступает тепловое излучение. Сигналы, преобразованные внутренней пластиной, подаются на индикаторное устройство отображения в виде стрелок и числовых шкал. Это решение простое и надежное.

Пирометры и тепловизионные камеры делятся на две категории в зависимости от их использования:

• Высокотемпературные приборы – используются для контроля высокотемпературных компонентов электрооборудования;
• Криогенные счетчики. Они могут измерять температуру компонентов и даже электрооборудования, работающего в холодных условиях.

Последние модели современных пирометров оснащены системами связи и для передачи информации подключаются к компьютерам в офисе.

Видео: Бесконтактный измеритель температуры

Видео: Что может инфракрасный ПИРОМЕТР

Читайте также статью: Фольгоизол для изоляции металлической печной трубы