Выбор комплекса технических средств измерительного канала температуры на основе бесконтактных методов

В данном измерительном канале используется: датчик температуры (пирометр), вторичный преобразователь, регистрирующее устройство.

Что такое оптическая пирометрия?

Пирометрия (от греч. pýr - огонь и . метрия), группа методов измерения температуры. Раньше к пирометрии относили все методы измерения температуры, превышающей предельную для ртутных термометров; с 60-х гг. 20 в. к П. всё чаще относят лишь оптические методы, в частности основанные на применении пирометров, и не включают в неё методы, в которых применяются термометры сопротивления, термоэлектрические термометры с термопарами, и ряд др. методов.

Почти все оптические методы основаны на измерении интенсивности теплового излучения (иногда - поглощения) тел. Интенсивность теплового излучения сильно зависит от температуры Т тел и очень резко убывает с её уменьшением. Поэтому методы П. применяют для измерения относительно высоких температур (например, серийным радиационным пирометром от 200°С и выше). При Т £ 1000°С методы П. играют в целом второстепенную роль, но при Т > 1000°С они становятся главными, а при Т > 3000°С - практически единственными методами измерения Т. Методами П. в промышленных и лабораторных условиях определяют:- температуру в печах и др. нагревательных установках,- температуру расплавленных металлов и изделий из них (проката и т.п.),- температуру пламён, нагретых газов, плазмы.

Методы П. не требуют контакта датчика измерительного прибора с телом, температура которого измеряется, и поэтому могут применяться для измерения очень высоких температур.

Основное условие применимости методов П.- излучение тела должно быть чисто тепловым, т. е. оно должно подчиняться Кирхгофа закону излучения. Твёрдые тела и жидкости при высоких температурах обычно удовлетворяют этому требованию, в случае же газов и плазмы необходима специальная проверка для каждого нового объекта или новых физических условий.

Так, излучение однородного слоя плазмы подчиняется закону Кирхгофа, если распределения молекул, атомов, ионов и электронов плазмы по скоростям соответствуют Максвелла распределению, заселённости возбуждённых уровней энергии соответствуют закону Больцмана, а диссоциация и ионизация определяются: действующих масс законом, причём во все эти соотношения входит одно и то же значение Т. Такое состояние плазмы называется термически равновесным. Интенсивность излучения однородной равновесной плазмы и в линейчатом, и в сплошном спектрах однозначно определяется её химическим составом, давлением, атомными константами и равновесной температурой. Если плазма неоднородна, то даже при повсеместном выполнении условий термического равновесия её излучение не подчиняется закону Кирхгофа. В этом случае методы П. применимы лишь к источникам света, обладающим осевой симметрией.

Что представляют собой пирометры?

Существует два основных способа измерения температуры - контактный и бесконтактный, посредством инфракрасной и СВЧ технологий. Приборы для бесконтактного контроля, работающие по ИК-технологии, являются, безусловно, наилучшим выбором для промышленного применения, благодаря их повышенной точности и возможности измерять температуру горячих, движущихся или труднодоступных объектов с безопасного расстояния. Инфракрасные термометры (пирометры) - это быстрый и простой метод определения температурных отклонений (наведите пирометр на объект, нажмите на курок и считайте значение температуры на дисплее).

Существует большое разнообразие инфракрасной аппаратуры, включая дорогостоящие тепловизоры, которые создают двумерное изображение поверхности измеряемых объектов. Портативные пирометры (точечные тепловизоры), напротив, обеспечивают не только измерения температуры поверхности но и сковь оптически прозрачные материалы. Хотя некоторые последние модели имеют функциональные возможности фото и видео-регистрации - что служит выгодной недорогой альтернативой тепловизорам. Некоторые модели портативных инфракрасных термометров очень удобны для выборочной, поточечной проверки - их маленький размер позволяет поместить их в карман или носить на поясе. Большинство пирометров оснащено лазерным прицелом, который помогает измерять маленькие объекты с оптимальных расстояний, даже в условиях низкой освещенности. Температура объектов размером 6 мм может измеряться с расстояния до 3 м.

Методами П. в промышленных и лабораторных условиях определяют:

температуру в печах и др. нагревательных установках,

температуру расплавленных металлов и изделий из них (проката и т.п.),

температуру пламён, нагретых газов, плазмы.

Методы П. не требуют контакта датчика измерительного прибора с телом, температура которого измеряется, и поэтому могут применяться для измерения очень высоких температур. Основное условие применимости методов П.- излучение тела должно быть чисто тепловым, т. е. оно должно подчиняться Кирхгофа закону излучения. Твёрдые тела и жидкости при высоких температурах обычно удовлетворяют этому требованию, в случае же газов и плазмы необходима специальная проверка для каждого нового объекта или новых физических условий.

Другие стьтьи в тему

Разработка схемы приоритетов прерываний
Для обеспечения перехода от одной программы к другой в мультипрограммной ЭВМ вводится так называемый режим прерывания программ. Прерывание программы - способность процессора прекращать выполнение текущей программы и её управление при возникновении определенных условий. Сигналы, вызы ...

Расчет силовых компонентов привода механизма подъемаопускания груза промышленного робота
Эффективность средств производства, которыми располагает человеческое общество, в значительной степени определяется совершенством способов получения энергии, необходимой для выполнения механической работы в производственных процессах. Производственные механиз ...