Как правильно выбрать пирометр?
Автор статьи:
Иван Ничухин — эксперт, инженер, специалист компании АО «Приборотехника» с опытом более 10 лет по подбору и внедрению комплексных решений для автоматизации технологических процессов, подготовил обзор рекомендаций по выбору пирометра.
Содержание
- Что такое пирометр
- Сфера применения пирометров
- Стационарные пирометры
- Ручные пирометры
- Принципы работы пирометра
- Пирометр Термоскоп-100-СТ
- Пирометр Термоскоп-300
Что такое пирометр
Пирометр - это оптико-электронный измерительный прибор, который позволяет бесконтактно (дистанционно) непрерывно контролировать температуру поверхности различных объектов.
Пирометр не является панацеей при бесконтактном измерении температуры, чтобы получать правильные результаты измерении нужно учитывать некоторые факторы, о них мы опишем ниже.
Сфера применения пирометров
Пирометры могут использоваться на промышленных предприятиях для автоматизации технологических процессов связанных с контролем температуры поверхности различных изделий и заготовок, расплавов различных металлов, а также узлов промышленных агрегатов.
Существуют два типа пирометров стационарные и ручные пирометры.
| Тип | Характеристика | Сфера применения |
|
Стационарные |
Производятся в стальном корпусе со степенью защиты IP65. Также комплектуется различными аксессуарами, которые позволяют использовать пирометр в помещениях, где есть сильное запыление, а также высокая температура окружающей среды. Нацеливание на объект измерения происходит с помощью лазерного целеуказателя или оптического видоискателя. Стационарный пирометр непрерывно измеряет температуру поверхности и передает данные по аналоговому или цифровому сигналу. Питание происходит от внешнего источника питания 24 В. |
Непрерывный контроль за температурой на металлургических, машиностроительных, нефтегазовых, энергетических, деревообрабатывающих, химических, топливных, и других отраслях промышленности где требуется автоматизация технологического процесса. |
|
Портативные (ручные) |
Производятся в пластиковом корпусе со степенью защиты IP54. Показания измерения отображаются на встроенном в корпус дисплее, с возможность записи их в память пирометра. Нацеливание на объект измерения происходит с помощью лазерного целеуказателя или оптического видоискателя. Питания осуществляется с помощью встроенных батареек или от внешнего источника питания.
|
Периодический мониторинг температуры различных технологических процессов на металлургических, машиностроительных, нефтегазовых, энергетических, деревообрабатывающих, химических, топливных, и других отраслях промышленности. |
Стационарные пирометры
Стационарные пирометры в режиме реального времени измеряют температуру нагретых объектов в диапазоне температур от −20°С до 3000°С, и по средству аналогового или цифрового сигнала передают данные об измеряемой температуре на gsm-модем, контроллер АСУТП, а также на регистрирующий или индикационный прибор. Нацеливание стационарного пирометра на объект измерения происходит по средствам встроенного оптического видоискателя или лазерного целеуказателя. Помимо этого стационарные пирометры комплектуются различными аксессуарами, которые позволяют избегать загрязнения объектива, а также перегрева пирометра, если температура окружающей среды, в месте установки пирометра выше 60°С.
Ручные пирометры
Ручные пирометры, также можно назвать их портативные или переносные пирометры, используются для бесконтактного контроля и измерение температуры поверхности нагретых материалов в диапазоне температур от −20°С до 2000°С. Ручные пирометры выпускаются с лазерным целеуказателем или оптическим видоискателем, а также с автономным питанием, реализованным с помощью встроенных батареек. Показания ручного пирометра мгновенно отображаются на встроенном в корпус пирометра экране. Также с помощью встроенной памяти, можно записывать результаты измерения и переносить их на компьютер.
Принцип работы пирометра
Принцип работы пирометра основан на измерении радиационной температуру поверхности измеряемого объекта, поэтому чтобы получить правильные показания для каждого объекта измерения следует вводить в пирометры правильные данные степени черноты поверхности измеряемого объекта (коэффициент излучения). Для различных поверхностей существуют разные коэффициенты излучения, которые также зависят от спектрально диапазона, в котором работает пирометр. Например, для спектрально диапазона 8 — 14 мкм, коэффициент излучения никеля 0,2-0,5. Ознакомиться с коэффициентами излучения для различных материалов можно ЗДЕСЬ.
Помимо коэффициента излучения поверхности, также важным показателем при выборе односпектрального пирометра (частичного излучения) является оптическое разрешение пирометра, или другими словами показатель визирования. Показатель визирования определяет, на каком расстоянии от измеряемого объекта нужно устанавливать стационарный пирометр или держать ручной пирометр, чтобы пятно контакта было меньше измеряемого объекта, также как если пятно контакта будет больше измеряемого объекта, то показания пирометра частичного излучения будут не корректными. Оптические системы стационарных и ручных пирометров можно разделить на два типа:
- оптическая система, имеющая фиксированное фокусное расстояние;
- оптическая система, имеющая переменное (изменяемое в ручном или автоматизированном режиме) фокусное расстояние.
Рассмотрим пример: Измеряемый объект чугунная заготовка размеров 100×200×200 мм, температура 1100 градусов, расстояние до объекта измерения 3000 мм. Если необходим ручной пирометр, можно рассмотреть два варианта:
Пирометр Термоскоп-100-СТ
Вариант 1: Пирометр Термоскоп-100-СТ с лазерным целеуказателем и фиксированным фокусным расстоянием.
Как видно из оптической схемы пирометра Термоскоп-100-СТ пятно контакта на расстояние 3000 мм будет в стандартом разрешении 42 мм, и в высоком разрешении 80 мм. Обе оптические схемы применимы для решения вышеуказанной задачи, так как пятно получается меньше чем габаритные размеры чугунной заготовки. Но в данном случае стоит обратить внимание, что на таких температурах не будет виден лазерный целеуказатель на чугунной заготовке, поэтому лучше применять Вариант 2 с оптическим целеуказателем.
Пирометр Термоскоп-300
Вариант 2. Пирометр Термоскоп-300 с оптическим целеуказателем и переменным фокусным расстоянием.
Пирометр Термоскоп-300-1С-СТ0 имеет показатель визирования 120:1 и пятно контакта на расстоянии 3000 мм будет равно 25 мм (3000 мм разделить на 120).
Варианты односпектральных ручных пирометров, которыми можно измерять температуру различных твердых поверхостей.
Пирометр Термоскоп-100 (точность 1%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от −20°С до 2000°С, имеет встроенный лазерный целеуказатель, а также встроенную память.
Пирометр Термоскоп-300-1С (точность 0,5%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от 300°С до 2000°С, имеет оптический видоискатель, а также встроенную память, также пирометр можно устанавливать на штатив.
Если же необходим стационарный пирометр, то в данном случае помимо оптической схемы, выбора целеуказателя, следует обратить внимание на температуру окружающей среды, где будет установления пирометр. Если в месте установки стационарного пирометра будет высокая температура окружающей среды, то стационарные пирометры можно комплектовать вода/воздуохлаждаемыми кожухами. В случае если пыльно и на объектив пирометра будет попадать пыль, что скажется на результатах измерения, можно будет установить на объектив воздуходувную насадку.
Варианты односпектральных стационарных пирометров:
Пирометр Термоскоп-200 (точность 1%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от −20°С до 2000°С, выходной аналоговый сигнал, дополнительно оснащается накручиваемым лазерным прицелом, водо/воздухоохлаждаемым защитным кожухом, устройством отдува объектива и регулируемой монтажной стойкой.
Пирометр Термоскоп-600-1С (точность 0,5%) позволяет измерять температуру пов 188e ерхности различных объектов в диапазоне от 300°С до 2300°С, выходной аналоговый и цифровой сигнал, оснащается встроенным лазерным целеуказателем, оптоволоконным кабелем до 20 метров, устройством отдува объектива и регулируемой монтажной стойкой.
Пирометр Термоскоп-800-1С (точность 0,5%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от 300°С до 2500°С, выходной аналоговый и цифровой сигнал, оснащается оптическим видоискателем, водо/воздухоохлаждаемым защитным кожухом, взрывозащищенным кожухом, устройством отдува объектива и регулируемой монтажной стойкой
Если же у Вас нет возможности, чтобы пятно контакта было меньше объекта измерения, а также измерения будет происходить в тяжелых условиях при наличии дымов, пара, пыли следует рассмотреть возможность применения двухспектральных пирометров (пирометров спектрального отношения). При использовании пирометров спектрального отношения для измерения температуры, пятно контакта может только частично перекрывать измеряемый объект. Важным параметром таких пирометров является степень ослабления сигнала. Данный параметр отображает, сколько процентов от сигнала может быть потеряно на дистанции от пирометра до объекта измерения и обратно без существенного уменьшения точности измеряемой температуры. В настоящее время в выпускаемых пирометрах степень ослабления сигнала может достигать величин в 95%, это означает, что площадь измеряемого объекта может составлять не менее 5% от всей площади пятна визирования.
Варианты двухспектральных пирометров:
Пирометр Термоскоп-600-2С (точность 0,75%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от 700°С до 2500°С, выходной аналоговый и цифровой сигнал, оснащается встроенным лазерным целеуказателем, оптоволоконным кабелем до 10 метров, устройством отдува объектива и регулируемой монтажной стойкой.
Пирометр Термоскоп-800-2С (точность 0,75%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от 600°С до 3000°С, выходной аналоговый и цифровой сигнал, оснащается оптическим видоискателем, водо/воздухоохлаждаемым защитным кожухом, взрывозащищенным кожухом, устройством отдува объектива и регулируемой монтажной стойкой.
Пирометр Термоскоп-300-2С (точность 0,7%) позволяет измерять температуру поверхности различных объектов в диапазоне от 700°С до 2000°С, имеет оптический видоискатель, а также встроенную память, также пирометр можно устанавливать на штатив.
Подробнее со всеми пирометрами можно ознакомиться в разделе «Пирометры»
