+7 (812) 42 55 664

О Пирометрии

Инфракрасные температурные измерения.  Пирометры.

В промышленности, научных исследованиях и других областях применяются различные типы датчиков для измерения температуры поверхности. Существуют контактные, такие как термопары, термометры сопротивления и т.д. и бесконтактные - пирометры, радиометры. Данная статья посвящена пирометрам.

Применение пирометров вызвано невозможностью использования более точных и дешевых контактных датчиков во многих прикладных задачах, таких как измерение температуры расплавленного металла, движущихся объектов (протяжка стальной проволоки, прокат листа, труб и др.), измерения в химических процессах, в технологиях с принципиальной невозможностью расположения контактного датчика.

Переносной пирометр состоит из корпуса с держателем, дисплея с кнопками управления, оптической системы и электронной схемы измерения сигнала.

Все тела при любой температуре выше абсолютного нуля излучают энергию в виде тепла. Способность тел излучать тепло характеризуется показателем (степенью, коэффициентом) черноты и обозначается как ε. Этот коэффициент может быть в пределах от 0 (если тело не излучает) до 1(если тело излучает всю находящуюся в нем энергию). Такое идеальное тело с ε =1 называется Абсолютно Черным Телом (АЧТ), в природе таких не существует. Показатель черноты определяется как отношение энергии, выделяемой реальным телом к энергии, выделяемой черным телом при той же температуре.

При измерении температуры различных объектов пирометром возникает проблема: как точнее измерить температуру тел, у которых ε не равно единице. Ведь на сколько ε меньше 1, на столько же и пирометр зарегистрирует меньшую температуру тела, хотя истинная температура будет выше. ε большинства тел известен достаточно точно и у многих современных пирометров имеется возможность коррекции показателя черноты. Для калибровки и поверки любых типов пирометров используются модели АЧТ, свойства которых приближаются к идеальному АЧТ.

Известными институтами мира проводятся исследования в области разработки моделей АЧТ, направленные на увеличение ε путем конструктивных изменений и применения специальных материалов.

В нашей лаборатории в настоящее время изготавливаются модели АЧТ с ε не менее 0.995 в диапазоне температур от -40 до 1500 °С, созданные на различных принципах : на термобатареях Пельтье, с резистивным нагревателем, тепловой трубы, излучателем из высокотемпературного сплава, излучателем из металлокерамики. 

Основными достоинствами наших установок являются: 

  • высокая точность поддержания температуры (около 0.2°С)
  • быстрый нагрев наряду с большим сроком службы
  • индикация выхода температуры излучателя на заданный уровень
  • диаметр полости подходит для максимально большого количества типов пирометров
  • широкий температурный диапазон
  • решение любой неисправности прибора за 72 часа или поставка подменного прибора
  • доступная для потребителя цена
  • «Пожизненная гарантия» на приборы *1

*1) Продление полной гарантии производителя на 12 мес после поверки и техобслуживания в ЗАО«МЕТРОПИР».

В России нет аналогов таких приборов с описанными преимуществами, а изготавливаемые за границей очень дороги.

Принципиально пирометры делятся на яркостные, цветовые, частичного и полного излучения. Яркостные работают в одной длине волны - красной или зеленой. Цветовые, или двухцветные, - в двух определенно выбранных длинах волн. Частичного излучения - в определенном интервале длин волн. Пирометры полного излучения регистрируют энергию во всем интервале длин волн.

Препятствием для использования пирометров могут стать некоторые условия - если объект измерения не находится в прямой видимости или он затемнен атмосферой дыма, (особенно) водяного пара. Также пирометр нельзя подвергать механическим воздействиям - ударам, тряске, воздействию высоких температур и др. В таких случаях можно воспользоваться пирометрами с оптико-волоконным кабелем для передачи сигнала с линзой небольшого диаметра, которую можно установить в непосредственной близости от объекта.

Оптические пирометры в последние годы находят все большее применение из-за удобства и быстроты определения температуры. Они не требуют каких-либо дополнительных блоков для своей работы, как, например, контактные датчики - вольтметра или компаратора напряжений.