Temassız termometreler nasıl düzenlenir ve çalışır?

Temassız termometreler veya pirometreler bugün çeşitli nesnelerin, sıvıların veya katıların uzaktan sıcaklık ölçümü için uygun cihazlardır. Enerji endüstrisinde önemli alanların sıcaklığının operasyonel kontrolü için yaygın olarak, elektrik enerjisi endüstrisinde yangın güvenliğini sağlamak için, laboratuvar koşullarında, işletmelerde, ısı kayıplarını hesaplamak için inşaatta, günlük hayatta, güvenlik sistemlerinde ve çok daha fazlası kullanılırlar.

Bu tür ilk cihaz 1731'de Hollandalı fizikçi Peter van Mushenbruck tarafından icat edildi ve ölçümler görsel olarak yapıldı, sıcaklığı kırmızı-sıcak bir cismin rengiyle değerlendirmek mümkün oldu. Ancak modern pirometre tipleri uygulama alanlarını büyük ölçüde genişletmiştir ve sıfıra yakın sıcaklık bile ölçülebilir derece santigrat ve aşağıda. Bununla birlikte, prensip genel olarak aynı kalmıştır - nesneden yayılan termal radyasyonun gücü ölçülür ve sıcaklığı hakkında bir sonuç çıkarılır. Ölçümler kızılötesi ve görünür spektral aralıkta yapılır.

1967'de Amerikan şirketi Wahl, ilk taşınabilir pirometreyi tanıttı, çünkü 60'larda, küçük boyutlara sahip yeterince yüksek özelliklere sahip endüstriyel pirometrelerin geliştirilmesinin temelini oluşturan en önemli bilimsel keşifler yapıldı. Nesne tarafından yayılan termal enerji miktarını belirleyebilen bir kızılötesi alıcı kullanılarak karşılaştırmalı paralellerin oluşturulmasına dayanan ilke, hem sıvı hem de katı cisimler için sıcaklık ölçümleri aralığını önemli ölçüde genişletmiştir.

Şu anda, pirometreler çok popülerdir ve üretim aşamalarında ve birçok cihazın çalışması sırasında çeşitli işlemlerin sıcaklık kontrolünün gerekli olduğu yerlerde, konut ve altyapı sektöründe, işletmelerde, nesnelerin sıcaklığının bir mesafesinde temassız ölçüm için yaygın olarak kullanılmaktadır. Pirometreler, sıcak bir vücudun sıcaklığını bile fiziksel olarak temas etmeden güvenli bir şekilde ölçmeyi mümkün kılar.

Pirometreler optik, radyasyon ve renklidir. Birincisi, ısıtılmış gövdenin renginin referans ipliğin rengiyle görsel olarak karşılaştırılmasına izin verir ve böylece sıcaklığını belirler. Radyasyon termal radyasyonun gücünü yeniden hesaplar ve oldukça geniş bir sıcaklık aralığını ölçebilir. Renk, nesnenin termal radyasyonunu çeşitli spektrumlarda karşılaştırır ve daha sonra sıcaklığını hesaplar, bu tür pirometreler de geniş bir ölçüm aralığına sahiptir.

Tüm pirometreler düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklığa ayrılabilir. Düşük sıcaklık, sıfırın altındaki sıcaklıkları bile ölçmenize izin verir ve yüksek sıcaklık, yüksek bir üst ölçüm sınırına sahiptir.

Yürütme türüne göre, pirometreler taşınabilir ve sabit olarak farklılık gösterir. İkincisi, büyük endüstriyel işletmelerde, örneğin erimiş plastik ve metallerin üretiminde, teknolojik sürecin çok hassas ve sürekli kontrolü için kullanılır. Taşınabilir pirometreler günlük yaşamda popülerdir ve çeşitli endüstrilerde taşınabilir termometreler olarak, ekrandaki sıcaklık hakkında metin veya grafik şeklinde açıkça bilgi sunarlar.

Modern bir kızılötesi pirometrenin cihazı ve çalışması aşağıdaki gibi tarif edilebilir. Cihaz tarafından alınan ısı ışını optik sistem tarafından odaklanır ve sonra düşer sıcaklık sensörü (bu birincil pirometrik dönüştürücüdür), değeri incelenen nesnenin sıcaklık değeri ile orantılı olan pirometrik dönüştürücünün çıkışında bir elektrik sinyali elde edilir. Sensörden alınan sinyal daha sonra elektronik transdüserden geçer (bu ikincil bir pirometrik transdüserdir) ve ölçüm ve hesaplama cihazına girer ve içinde işlenir. Hesaplama sonucu, ekranda, en popüler modellerde - sayılar şeklinde görüntülenir.

Bu nedenle, çalışılan nesnenin yüzey sıcaklığının tam değerini elde etmek için kullanıcının sadece cihazı açması, çalışılan nesneye doğrultması ve başlat düğmesine basması gerekir. Ölçüm sonucu ekranda sayılar şeklinde veya grafiksel olarak çok renkli bir görüntü şeklinde görüntülenecektir, burada spektral olarak düşük, orta ve yüksek sıcaklık bölgeleri farklı renklerde vurgulanacaktır.

Pirometrelerin ana teknik özellikleri:

• optik çözünürlük (2: 1 ila 600: 1 çözünürlüğe sahip modeller mevcuttur);

• ölçülen sıcaklık aralığı (maksimum - -50 ° C ila + 4000 ° C);

• ölçüm çözünürlüğü - tipik değerler 0.1 ° C veya 1 ° C'dir;

• ölçüm hassasiyeti (±% 1,5 optimal kabul edilir);

• hız (modern pirometreler 1 saniyeden fazla gerektirmez);

• salım gücü - özel veya sabit olabilir;

• hedefleme yöntemi - lazer işaretleme veya optik yönlendirme.

Pirometrelerin en önemli parametreleri, nesnenin siyahlık derecesini ve cihazın optik çözünürlüğünü (görüş göstergesi) ayarlamaktır. Pirometrenin optik çözünürlüğü, pirometreden vücudun yüzeyine olan mesafenin, vücudun yüzeyindeki yuvarlak bir noktanın çapına oranıdır (doğru sıcaklık ölçüm alanı bu nokta ile sınırlıdır).

Bu nedenle, kısa bir mesafeden sıcaklık ölçümleri gerekiyorsa, örneğin 4: 1 gibi küçük bir çözünürlüğe sahip bir pirometre kullanılır ve ölçümler birkaç metreden planlanırsa, yabancı nesnelerin cihazın görüş alanına düşmemesi için çözünürlük daha büyük olmalıdır. Genellikle, pirometreler, cihazı çalışılan nesneye daha doğru bir şekilde yönlendirmek için bir lazer hedef göstergesiyle donatılmıştır.

Malzemenin siyahlık veya emisyon derecesi, sıcaklığı bir pirometre ile uzaktan ölçülen malzemenin kendisinin yansıtıcılığını karakterize eder. Bugün popüler olan pirometreler olan bir kızılötesi termometre için bu gösterge son derece önemlidir. İncelenen yüzey tarafından yayılan enerjinin, aynı sıcaklıkta tamamen siyah bir cismin yaydığı enerjiye oranını belirler ve bu parametrenin değeri 0 ila 1 arasındadır. Bu nedenle, oksitlenmiş çelik 0.85 siyahlığa sahiptir ve parlatılmış - 0.075.

Birçok çevrimiçi ticaret platformunda ve elektronik mağazalarında, ev tipi ihtiyaçlar için mükemmel olan taşınabilir lazer odaklı pirometreler ve cıva termometrelerinin yerini alacak özel tıbbi pirometreler yaygın olarak temsil edilmektedir. Endüstriyel amaçlar için, diğer şeylerin yanı sıra, bilgi iletmek için yardımcı araçlara ve bir bilgisayara ve özel cihazlara bağlanma yeteneğine sahip daha doğru ve daha pahalı pirometreler kullanılır.

Ayrıca bakınız: Sıcaklık sensörleri - termistörler