Достоинства и недостатки радиационных пирометров

Достоинством радиационных пирометров является относительно простая конструкция, они удобны и просты в применении, компактны, обеспечивают достаточно высокую точность инадежность.

Другое преимущество радиационных пирометров - хорошая разрешающая способность (гораздо выше, чем у оптических пирометров той же ценовой категории). Как отмечают специалисты, радиационные пирометры идеально подходят для измерения температур ниже 300-400°С, и, наконец, только радиационные пирометры могут измерять низкие температуры (до -50° С).

К недостаткам радиационных пирометров относятоптическое разрешение и зависимость результатов измерения от излучательной способности объекта.

Существенным недостатком является необходимость корректировки результата измерения от излучательной способности объекта.

Допустим, имеются две металлические емкости, содержащие воду при температуре кипения (100°С). Одна емкость новая (светлая и блестящая), а другая сильно окисленная (темная и матовая). Если измерить температуру радиационным пирометром, то для окисленной емкости значение будет соответствовать реальному (около 95°С), а для новой - не достигнет и 50°С. Объясняется это тем, что при прочих равных условиях и одинаковой температуре разные объекты излучают разное количество энергии из-за различной излучательной способности.

На величину излучательной способности оказывает влияние состояние объекта (твердое тело, жидкость или газ), фактура поверхности (гладкая, шероховатая), наличие защитных покрытий, пленок, естественных образований вроде ржавчины, накипи и другие факторы. Принято считать, что излучательная способность абсолютно черного тела равна 1, а зеркала — 0, однако на практике этот показатель обычно колеблется в диапазоне от 0,02 до 0,99.

Тем не менее, погрешность, вызванную отклонениями излучательной способности, можно компенсировать. Для этого большинство современных пирометров оснащаются специальными регуляторами, позволяющими подстраивать прибор под свойства конкретного объекта и добиваться высокой точности при измерении температуры. Для большинства стандартных материалов и предметов существуют сводные таблицы, по которым можно узнать значение коэффициента и настроить пирометр для каждой конкретной ситуации.

Второй недостаток состоит в том, что точность радиационных пирометров напрямую зависит от расстояния до объекта измерения. Поэтому для измерения температуры труднодоступных или очень горячих предметов предпочтительно выбирать специальные пирометры с высоким оптическим разрешением (именно этот параметр характеризует, насколько далеко может находиться оператор от объекта без ущерба для точности измерений).

Иногда оптическое разрешение называют показателем визирования. Оптическое разрешение определяется отношением диаметра пятна (круга) на поверхности, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта (Рис.). Чтобы правильно выбрать прибор, необходимо знать сферу его применения. Если нужно измерять температуру объекта с расстояния 4м, то пирометр с оптическим разрешением 4:1 вряд ли подойдет. Диаметр излучающей поверхности будет слишком большой, и в поле зрения термометра попадут посторонние объекты. Лучше выбрать разрешение, по крайней мере, 50:1. Однако если необходимо принимать излучение с небольшого расстояния, то лучше выбрать термометр с разрешением 4:1, т.к у него будет больше минимальная допустимая площадь излучения. Необходимо иметь ввиду, точность измерений температуры может значительно снижаться, если пользователь ошибочно нацеливает инфракрасный термометр на большую площадь, чем площадь измеряемого объекта. У большинства современных термометров имеется специальный лазерный указатель цели для точного наведения на объект измерения.

Рис. Пирометр с оптическим разрешением 6:1

Современные инфракрасные датчики температуры имеют оптическое отношение (показатель визирования) достигающее 300:1. Точность измерения не зависит от расстояния до тех пор, пока размер объекта больше измеряемого диаметра. Если объект, температура которого должна быть измерена, не заполняет весь диаметр пятна контроля, инфракрасный датчик температуры в данном случае будет принимать излучения от других объектов окружающей среды, которые оказывают влияние на точность измерения. Определенная температура будет не верна.

Правильно подобранные основные параметры инфракрасного датчика (спектральный диапазон, показатель визирования, значение излучательной способности измеряемого объекта) позволяют добиться высокой точности
измерения, подкрепленной высоким быстродействием, а также широким диапазоном измеряемых температур, что дает возможность использовать их в системах автоматического управления технологическими процессами пищевых производств.

Поиск по сайту: