Пірометри

Пірометри застосовують для дистанційного визначення температури об'єктів у промисловості, побуті, у сфері ЖКГ, на підприємствах, де велике значення набуває контроль температур на різних технологічних етапах виробництва (сталеливарна промисловість, нафтопереробна галузь). Пірометри можуть виступати в ролі засоби безпечного дистанційного вимірювання температур розпечених об'єктів, що робить їх незамінними для забезпечення належного контролю у випадках, коли фізична взаємодія з контрольованим об'єктом неможливо з-за високих температур. Їх можна застосовувати в якості теплолокаторов (вдосконалені моделі), для визначення областей критичних температур у різних виробничих сферах.

      найважливішими характеристиками пірометра, що визначають точність вимірювання температури, є оптичне дозвіл та налаштування ступеня чорноти об'єкта. Іноді оптичне дозвіл називають показником візування. Цей показник розраховується як відношення діаметра плями (кола) на поверхні, випромінювання з якого реєструється пирометром, до відстані до об'єкта. Щоб правильно вибрати прилад, необхідно знати сферу його застосування. Коефіцієнт емісії ε (коефіцієнт випромінювання, ступінь чорноти) - здатність матеріалу відображати падаюче випромінювання. Даний показник важливий при вимірюванні температури поверхні за допомогою інфрачервоного термометра (пірометра). Цей показник визначається як відношення енергії, випромінюваної даної поверхнею при певній температурі до енергії випромінювання абсолютно чорного тіла при тій же температурі. Він може приймати значення від 0 до 1. Застосування неправильного коефіцієнта емісії — один з основних джерел виникнення похибки вимірювань для всіх пірометричних методів вимірювання температури. На коефіцієнт випромінювання сильно впливає окисленность поверхні металів. Так, якщо для сталі окисленої коефіцієнт складає приблизно 0,85, то для полірованої сталі він знижується до 0,75.

Коефіцієнти випромінювання різних матеріалів і поправки при вимірах пирометром

     У більшості недорогих пірометрів коефіцієнт випромінювання варто 0,95 і є постійною величиною без можливості зміни в самому приладі (пирометре). Тому при вимірах температури різних матеріалів з відмінним коефіцієнтом випромінювання потрібно враховувати поправки, обчислюючи їх за формулою з використанням таблиць.

Коефіцієнти випромінювання

Продукти. Як і всі органічні матеріали, харчові продукти мають хорошу випромінювальну здатність, і тому не виникає жодних проблем при вимірюванні їх температури з допомогою пірометра.

Метали білого кольору. Мають дуже маленький коефіцієнт випромінювання в діапазоні від 8 до 14 мкм, і тому їх важко вимірювати температуру. Для вимірювань потрібно застосування покриттів, що збільшують випромінювальну здатність, наприклад: фарба, масляна плівка.

Оксиди металів. В даній групі не існує постійних показників. Коефіцієнт випромінювання знаходиться між і 0.9 0.3 мкм і він сильно залежить від довжини хвилі. Для точного визначення температури необхідно вибрати коефіцієнт випромінювання об'єкта. Його можна визначити по таблиці коефіцієнтів випромінювання, яка знаходитися в кінці інструкції по використанню пірометра, або за допомогою порівняльного вимірювання контактним термометром (тобто змінюючи коефіцієнт випромінювання, закладений в пірометр до збігу з показниками контактного термометра). В іншому випадку можна застосовувати покриття з відомим коефіцієнтом випромінювання.

Світлі неметали / темні неметали / пластик / продукти. Такі об'єкти, як біла папір, кераміка, гіпс, деревина, гума, темна деревина, камінь, темні фарби, що володіють коефіцієнтом випромінювання приблизно 0.95 при довжині хвилі вище 8 мкм. Більшість органічних матеріалів мають коефіцієнтом випромінювання приблизно 0.95, тому в основному в пирометрах встановлюється саме ця величина за умовчанням (const).

У більшості недорогих пірометрів коефіцієнт випромінювання варто 0,95 і є постійною величиною (const) без можливості зміни в самому приладі (пирометре). Тому при вимірах температури різних матеріалів з відмінним коефіцієнтом випромінювання потрібно враховувати поправки, обчислюючи їх за формулою з використанням таблиць (див. нижче)

Кілька прикладів вплив на результати вимірювань

Приклад 1:Об'єкт вимірювання (напівфабрикати, Т= -22 °С) Коефіцієнт випромінювання = 0.92. Вимірювання проводиться при температурі навколишнього середовища +22 °С. Попередньо встановлений коефіцієнт випромінювання 0.95. Показання ІК вимірювального приладу: -21 °С, тобто температура, відображена на дисплеї приладу, некоректна на 1 °C Похибка незначна.

Приклад 2: Об'єкт вимірювання (окислений латунний лист, Т= +200 °С) Коефіцієнт випромінювання = 0.62. Вимірювання проводиться при температурі навколишнього середовища +22 °С. Попередньо встановлений коефіцієнт випромінювання 0.70. Пірометр показує температуру+188 °C Похибка вже значна і може призвести до браку.

ПІДСУМОК: Чим більша різниця між температурою об'єкта вимірювання і температурою навколишнього середовища і менше коефіцієнт випромінювання, тим більше помилок вимірювання у разі неправильного значення коефіцієнта випромінювання.

При температурах вище температури навколишнього середовища:

• Якщо встановлено занадто високий коефіцієнт випромінювання, який відображується температура вимірювання буде занадто низькою.
• Якщо встановлено дуже низький коефіцієнт випромінювання, який відображується температура вимірювання буде занадто високою.

При низьких температурах нижче температури навколишнього середовища

• Якщо встановлено занадто високий коефіцієнт випромінювання, який відображується температура вимірювання буде занадто низькою.
• Якщо встановлено дуже низький коефіцієнт випромінювання, який відображується температура вимірювання буде занадто високою.