Реферат на тему пирометр

Обновлено: 05.07.2024

Пирометры классифицируются по определенным признакам, и разделяются на основные виды.

По основному принципу действия:

Оптические устройства, действующие в диапазонах спектра видимого света и инфракрасных невидимых лучей.

1 — Объектив
2 — Ослабляющий светофильтр
3 — Лампа
4 — Нить накаливания лампы
5 — Милливольтметр
6 — Реостат
7 — Движок реостата
8 — Монохроматический светофильтр
9 — Окуляр
10 — Кольцевая рукоятка реостата
11 — Рукоятка прибора

Принцип его работы основан на сравнении яркости излучения объекта с яркостью нити, излучение которой заранее известно. Луч света от нагретого объекта по объективу попадает в прибор. Далее по окуляру наблюдатель видит и сравнивает яркость объекта с яркостью нити температурной лампы.

Такое сравнение производят в монохроматическом свете, который создает специальный светофильтр. Нить накаливается от аккумулятора, ее накал регулируют реостатом. Температуру определяют по показанию милливольтметра пирометра, который имеет градуировку в градусах соответственно накалу нити.

Радиометры (инфракрасные), применяющие радиационный способ для ограниченного интервала инфракрасных лучей. Оснащаются лазерным указателем для обеспечения точности наведения.

1 — Объектив
2 — Диафрагма
3 — Лампа
4 — Медный кожух
5 — Корпус
6 — Светофильтр
7 — Окуляр
8 — Накал
9 — Милливольтметр
10 — Накал

Принцип их работы заключается в том, что тепловое излучение от нагретого объекта улавливается и фокусируется чувствительным элементом прибора, который соединен с термопарой. Прибор состоит из корпуса с объективом. Чувствительная часть пирометра выполнена в виде крестообразной платиновой пластины, к которой припаяны 4 спая термопар, выполненных в виде термобатареи.

При охлаждении или нагревании чувствительного элемента нагреваются и эти термопары. Термопары и платиновая пластина находятся в стеклянной лампе, закрытой медным кожухом, в котором есть отверстия для тепловых лучей, проходящих на чувствительный элемент. По цоколю лампы отведены концы термопар и подключены к клеммам.

При наведении пирометра необходимо добиться того, чтобы объект оказался в телескопе и закрыл поле зрения. Четкость изображения достигают передвижением окуляра. Для предохранения глаза человека от яркого света пользуются светофильтром. Он передвигается ручкой, находящейся возле клемм.

Оптические устройства также разделяют:

Цветовы е , мультиспектральные, действующие путем сравнения энергии яркости предмета с другими областями спектра. Они применяются минимум для двух исследуемых участков.
Яркостные пирометры. Их называют устройствами с пропадающей нитью. Работа основана на сравнении излучения поверхности со значением излучения нити, по которой проходит электрический ток. Величина силы тока и является значением исследуемой температуры объекта.

По методу прицеливания пирометры разделяют:

По виду коэффициента излучения:

С постоянным коэффициентом.
С переменным коэффициентом.

По методу перемещения:

Переносные (мобильные), применяемые на производственных участках, где необходима мобильность измерений. Предназначены для эксплуатации в тяжелых климатических и промышленных условиях. Имеют повышенное оптическое разрешение, что позволяет определять тепловое состояние предметов размером 5 мм. Переносные устройства применяются в различных сферах промышленности для измерения температуры и слежения за сложными технологическими процессами, которые связаны с соблюдением температурного режима.

Стационарные пирометры, применяемые в тяжелой промышленности. Служат для постоянного контроля над процессом производства в литейном производстве металлов, а также изготовления пластиковых элементов. Их монтируют в труднодоступных местах, где нет возможности применить датчики температуры с точки зрения безопасности работников.

По рабочей температуре:

Высокотемпературные (более +400 градусов). Служат для измерения высоко нагретых предметов.
Низкотемпературные (до -30 градусов). Служат для исследования температуры тел при отрицательных величинах.

Устройство и работа

Температуру можно измерять различными устройствами, которые разделяют на контактные модели, и с дистанционным методом измерения. Пирометры относятся к приборам с дистанционным принципом действия.

Пирометр стандартного исполнения выполнен в виде пистолета. На нем имеется маленький жидкокристаллический индикатор, на котором выводится информация измеряемых параметров температуры.

Удобный корпус и панель управления, лазерное наведение и повышенная точность сделали популярным этот инструмент среди инженерно-технических работников. Дисплей прибора может быть цифровым или аналоговым. Для обеспечения необходимой точности измерения, диаметр поверхности излучения допускается не меньше 15 мм

В функции пирометра обычно включены:

Визуальный и звуковой сигнал при достижении определенной границы измерения.
Определение наибольшего и наименьшего значения среди серии замеров.
Встроенная память для сохранения информации.

Инновационные модели пирометров оснащены USB выходом для передачи информации на внешний носитель или компьютер.

Работа пирометра заключается в идентификации тепловых волн, излучающихся от нагреваемой поверхности. Схема прибора изображена ниже.

1 — Измеряемый объект
2 — Тепловое излучение
3 — Оптика
4 — Зеркало
5 — Видоискатель
6 — Ось видоискателя
7 — Измерительно-счетное устройство
8 — Электронный преобразователь
9 — Корпус
10 — Кнопка
11 — Датчик

Тепловое излучение поступает на датчик пирометра через раструб. В датчике энергия тепла преобразуется в сигнал электрического тока. Мощность этого полученного сигнала имеет зависимость от температуры исследуемого объекта. Чем больше температура, тем большая величина тока возникает в датчике.

Далее сигнал поступает на электронный преобразователь, который подает информацию на жидкокристаллический экран. Одной из разновидностей пирометров являются тепловизоры, которые работают по принципу сравнивания спектра излучения тепла с образцовым спектром.

На многоцветном экране появляется проекция картинки от воздействия теплового излучения объектов, попавших в зону действия прибора. С помощью параметров спектра определяют значение температуры и наглядно наблюдают ее динамическое изменение на поверхности материала. Тепловизоры стали популярными для контроля функциональности отопления жилых домов, а также выявления мест утечки теплоносителя, находящегося в скрытой области.

Технические параметры

Функционирование пирометров сопровождается своими определенными параметрами, которые учитываются при выборе модели прибора, основные из таких параметров рассмотрим подробнее.

Оптическое разрешение

Этот параметр определяет площадь исследуемого предмета для измерения температуры, и зависит от угла обзора объектива прибора, чем больше угол обзора, тем больше возможная площадь исследования, с учетом удаленности до объекта.

Основным условием выполнения точного исследования является наведение прибора именно на измеряемую поверхность. Если захват площади будет больше, то температура определится с большой погрешностью. Оптическим разрешением называется величина отношения размера (диаметра) захвата пирометра к удаленности до объекта.

Этот параметр зависит от модели устройства и колеблется в значительных пределах: от 2:1 до 600:1. Показатель с более высоким разрешением относится к профессиональным пирометрам, используемым для измерения температуры поверхностей в промышленном производстве. Для бытовых условий вполне подойдут модели пирометров с оптическим разрешением 10:1.

Рабочий диапазон

Величина диапазона работы зависит от свойств датчика прибора. Чаще всего этот параметр находится в пределах -30 +360 градусов. Для бытовых нужд вполне подойдут любые виды пирометров, так как в системе отопления наибольшая температура теплоносителя не превосходит 110 градусов.

Точность

Эта величина показывает пределы колебаний температуры при измерении, и зависит от правильности настройки прибора. Средняя величина точности пирометров равна 2%.

Коэффициент излучения

Отношение мощности излучения тепла исследуемой поверхности к мощности излучения абсолютно черного тела называют коэффициентом излучения. Черные неблестящие предметы имеют коэффициент излучения, равный 0,95. Поэтому многие приборы дистанционного измерения температуры имеют настройки на эту величину.

Однако, при попытке измерения температуры предмета, выполненного из алюминия, и отполированного до блеска, величина температуры на экране прибора будет иметь большие отличия от действительной температуры.

Для обеспечения необходимой точности исследований температурного режима большинство приборов оснащают лазерной указкой, с помощью которой пятно света находится не в центре, а определяет оптимальную границу измерения.

Правила пользования

После покупки устройства следует тщательно изучить прилагаемую инструкцию. Правила применения прибора несложные. Неправильное пользование пирометром приведет к большой погрешности измерения, или к возникновению неисправностей.

Сфера применения

Широкую популярность пирометры приобрели на производстве с наличием оборудования теплоэнергетики: паропроводы, теплотрассы, бойлеры, различные нагревательные устройства.

Нередко пирометрами пользуются в сфере электроэнергетике для измерения элементов в распределительных щитах, трансформаторах,кабелей и контактных соединений.

В металлургической отрасли такими приборами измеряют температуру прессов, станков, печей. В электронной промышленности его используют для замера уровня нагревания деталей и компонентов схем.

Автолюбители используют их для диагностики двигателя автомобиля. Другими сферами применения этого полезного прибора являются: определение нагрева электродвигателей, узлов транспортных средств, температуры при хранении пищевых продуктов.

При обследовании сооружений и жилых домов состояние функционирования отопления, кондиционирования и вентиляции, контроля холодильного оборудования пирометры являются незаменимыми помощниками.

Пирометрией называют совокупность методов измерения температуры нагретых тел по их излучению. Соответственно, пирометры — это приборы, предназначенные для бесконтактного измерения температуры на расстоянии. Принцип действия пирометров базируется на том, что все материальные тела излучают электромагнитную энергию, а интенсивность и спектр излучения этой энергии напрямую зависит от их температуры.

Вложенные файлы: 1 файл

Методы пирометрии.doc

Методы пирометрии, их достоинства и недостатки. Классификация пирометров.

Пирометрия возникла еще на рубеже XIX-XX веков, однако развитие свое она получила лишь в 60-х годах прошлого столетия — именно тогда были сделаны физические открытия, на основании которых удалось разработать компактные и удобные пирометры, идеально подходящие для практического применения.

Два основных метода пирометрии

В пирометрии с самого момента ее появления и до наших дней используется всего два основных метода измерения температуры нагретых тел по излучению: оптический и радиационный. Конечно, с течением времени технология измерения изменялась и усложнялась, но суть осталась той же.

1. Радиационная пирометрия использует зависимость энергетической яркости (интенсивности) излучения от температуры в ограниченном диапазоне волн — как правило, в инфракрасном диапазоне (соответственно, измерительные приборы, использующие этот метод, называются инфракрасными термометрами, инфракрасными радиометрами или инфракрасными пирометрами).

Радиационный пирометр (на фото популярная модель "Condtrol IR-T2")

Принцип, на котором основывается радиационная пирометрия, очень прост: поскольку яркость излучения объекта прямо пропорциональна температуре, измерив и пересчитав яркость, можно получить точное значение температуры. Таким образом, ключевым узлом пирометра, использующего данный метод измерения, является датчик, который преобразует тепловую энергию в электрический сигнал (ток или напряжение). Тепловой луч фокусируется оптической системой, получившийся на выходе датчика сигнал обрабатывается, а результат отображается на дисплее (индикация на современных пирометрах, как правило, цифровая).

2. Оптическая пирометрия основывается на зависимости спектральной характеристики излучения от температуры в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света, другими словами, на зависимости цвета излучения от температуры. Так, тела, нагретые до 700-800° С, испускают темно-оранжевое свечение, при температуре около 1000° С цвет становится ярко-оранжевым, при 2000° — ярко-желтым, а при 2500° С — практически белым. Известно два основных типа оптических пирометров:

Яркостный пирометр определяет температуру тела путем визуального сравнения излучения объекта в видимом спектре с излучением эталонной нити. Оператор смотрит в окуляр на измеряемый объект и регулирует величину пропускаемого через нить электрического тока, при этом нить в окуляре совмещается с изображением объекта. Как только получается подобрать такое значение, при котором цвет нити совпадает с цветом объекта, изображение нити как бы "растворяется" на фоне объекта (отсюда другое название яркостного пирометра — пирометры с исчезающей нитью). По величине тока определяется температура измеряемого объекта.

Пирометр спектрального отношения сравнивает энергетические яркости объекта в разных областях спектра. Такой пирометр использует несколько датчиков (на практике чаще всего пару) и измеряет энергетические яркости в разных частях спектра, а затем оценивает их отношение (отсюда другое название — пирометр спектрального отношения). Мультиспектральные пирометры обладают большей точностью в сравнении с яркостными, поэтому в настоящее время используются преимущественно оптические пирометры данного типа.

В первой половине ХХ века яркостные пирометры были самыми распространенными, но с 60-х годов точные, компактные и удобные радиационные пирометры стали постепенно вытеснять их. На сегодняшний день большинство портативных пирометров работают по радиационному принципу. Объясняется это очень просто: современные радиационные пирометры стоят дешевле оптических, удобнее и проще в применении, и при этом обеспечивают более высокую точность. Однако в некоторых областях оптические пирометры до сих пор находят широкое применение, поскольку обладают своими достоинствами.

Достоинства и недостатки радиационных пирометров

Основным достоинством радиационных пирометров является простая конструкция и, как следствие, умеренная цена, высокая надежность и компактность. Оптические пирометры менее удобны в применении, стоят дороже и ломаются чаще, так как обладают как минимум двумя приемниками, преобразователями и усилителями, в то время как любой радиационный пирометр имеет всего один комплект узлов.

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, а также для работы в достаточно узких спектральных диапазонах (к примеру, для проведения измерения через пламя). И, наконец, только радиационные пирометры могут измерять низкие температуры (до -50° C).

Радиационный пирометр "Condtrol IR-T1" ложится в руку "как влитой"

Все указанные выше преимущества обусловили широкую популярность радиационных пирометров. Но несмотря на все свои достоинства, они обладают и рядом серьезных недостатков.

Первым и самым существенным недостатком является зависимость результатов измерения от излучательной способности объекта. Что это значит на практике? Допустим, имеется две металлические емкости — одна новая (светлая и блестящая), а другая сильно окисленная (темная и матовая). Если залить обе емкости водой, довести до кипения (100° С) и 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 (например, модели "X-Line pIRo-550", "Geo Fennel FIRT 1000" и др.). Наличие такого регулятора позволяет корректировать результаты измерений и добиваться высокой точности при измерении температуры самых различных объектов.

Сводная таблица коэффициентов излучения различных материалов (чтобы увидеть полный вариант таблицы, кликните по изображению)

Для большинства стандартных материалов и предметов существуют сводные таблицы, по которым можно легко узнать значение коэффициента и настроить пирометр для каждой конкретной ситуации. Единственное неудобство состоит в том, что для некоторых объектов коэффициент корректировки выяснить достаточно сложно. Например, в приведенном выше примере степень окисления старой металлической емкости может быть различной, а значит, и коэффициент — тоже. Для таких случаев специалисты разработали специальные методики определения излучательной способности. Вы можете ознакомиться с некоторыми из них, прочитав статью "Практические советы при использовании пирометра. Решение измерительных задач".

Ну, а 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).

Достоинства и недостатки оптических пирометров спектрального отношения*

*Примечание: поскольку среди оптических пирометров в настоящий момент наибольшей популярностью пользуются именно пирометры спектрального отношения (мультиспектральные), рассмотрим преимущества и недостатки для них.

Мультиспектральные пирометры измеряют температуру, вычисляя отношение сигналов от двух приемников, которые работают на разных длинах волн. Такой метод, вроде бы, должен избавлять от основных проблем, присущих радиационным пирометрам: поскольку зависимость сигнала от расстояния для обоих датчиков одинакова и не сказывается на отношении сигналов, точность не зависит ни от расстояния, ни от излучательной способности объекта. Но к сожалению на практике все происходит не совсем так. Как подтвердили многочисленные исследования, даже при использовании оптического метода излучательная способность, хоть и косвенно, но все же влияет на результат измерения и приводит к значительным погрешностям (более 10%) при измерении температур многих материалов (в частности, металлов). А если учесть другие недостатки оптических пирометров (высокая стоимость, меньшая надежность и т.п.), становится ясно, почему они не так популярны, как радиационные.

Оптический пирометр: более точный, но менее удобный. и более дорогой

Теоретически данную погрешность можно исключить также, как и в случае с радиационными дозиметрами. Но на практике это нереально из-за широкой полосы пропускания датчиков и из-за того, что в отличие от корректирующих коэффициентов для радиационных пирометров, информация по спектральной зависимости излучательной способности для разных материалов в справочной литературе чрезвычайно скудна. Правда, современные цифровые технологии обработки информации позволили создать особые алгоритмы расчета корректирующего сигнала. Погрешность измерений таких "улучшенных" оптических пирометров при температурах 600-2400° С составляет всего 1-1,5%. Но и стоят они существенно больше, чем обычные.

Другие варианты классификации

Помимо классификации по методу измерения пирометры также делятся на низкотемпературные и высокотемпературные, бывают переносными, стационарными или комбинированными, одноканальными и многоканальными, однодиапазонными и многодиапазонными. Для визуализации результатов чаще всего применяется текстово-цифровой метод, но иногда встречаются приборы, использующие графический метод (шкала, где области с разными температурами выделены различными цветами).

Хотя в ряде случаев предпочтительно применять оптические пирометры, (в частности, при работе в сложных условиях, при изменяющейся излучательной способности объекта измерения и пр.), наибольшее распространение получили именно радиационные. Их использование актуально для бытового и промышленного применения, поскольку они доступны, просты, надежны и способны обеспечить достаточно высокую точность измерения (а при необходимости полученное значение легко откорректировать).

Принцип работы, устройство инфракрасного пирометра и его основные характеристики

Пирометром называют прибор, который измеряет температуру по тепловому электромагнитному излучению и предоставляет информацию в форме, удобной для пользователя. Инфракрасные пирометры, использующие метод радиационной пирометрии, являются наиболее распространенным классом среди устройств подобного рода (другие названия — инфракрасный термометр или инфракрасный радиометр). Конструктивно такой пирометр представляет собой пирометрический преобразователь и устройство отображения информации, аналоговое или цифровое.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения амплитуды электромагнитного излучения от объекта в инфракрасной части спектра и последующем преобразовании измеренного значения в температуру. Схема такого пирометра с оптическим видоискателем изображена на рисунке:

Устройство пирометра: 1 — объект измерения; 2 — тепловое излучение;

3 — оптическая система; 4 — зеркало; 5 — видоискатель; 6 — ось видоискателя;

7 — измерительно-счетное устройство; 8 — корпус; 9 — электронный преобразователь; 10 —

кнопка; 11 — датчик

Тепловой луч, сфокусированный оптической системой, падает на датчик (первичный пирометрический преобразователь), в результате на выходе образуется электрический сигнал, пропорциональный значению температуры объекта измерения. Этот сигнал проходит через электронный преобразователь (вторичный пирометрический преобразователь), попадает в измерительно-счетное устройство и обрабатывается в нем. Результат отображается на дисплее (индикация у современных пирометров, как правило, цифровая).

Чтобы получить точное значение температуры объекта, пользователю нужно лишь включить прибор, навести его на объект измерения и нажать на кнопку. На сегодняшний день этот метод бесконтактного измерения температуры является одним из самых простых и недорогих. Измерения можно проводить практически на любом расстоянии, дальность действия современных пирометров ограничивается только площадью измеряемого пятна и прозрачностью среды.

К основным техническим характеристикам пирометров относят:

оптическое разрешение (встречаются модели с разрешением от 2 до 600 : 1);

ПИРОМЕТРЫ (от греч. руr-огонь и metreo - измеряю), оптич. приборы для измерения т-ры гл. обр. непрозрачных тел по их излучению в оптич. диапазоне спектра (длины волн в видимой части 0,4-0,76, в невидимой > 0,76 мкм). Совокупность методов определения с помощью пирометров высоких т-р наз. пирометрией.

При всем разнообразии существующих термометров и датчиков температуры в производстве возникают задачи, которые не под силу современным контактным цифровым термометрам. Оборудование и устройства многих технологических циклов и процессов не позволяют установку контактных датчиков или показывающих приборов для контроля температуры по ряду технических причин, либо установка и монтаж подобных датчиков и приборов затруднена. Ввиду актуальности такой проблемы были разработаны специальные инфракрасные термометры (пирометры), позволяющие измерять температуру в труднодоступных, горячих, вращающихся или опасных местах.

Первый образец инфракрасного термометра был создан в конце 1988 года. Пирометр (инфракрасный термометр) - прибор для бесконтактного измерения температуры. По области применения инфракрасные термометры классифицируют на 2 типа: стационарные и переносные (портативные). Инфракрасные термометры относятся к группе приборов неразрушающего контроля, что позволяет проводить измерение температур без непосредственного контакта с измеряемой поверхностью, как в случае контактными электронными термометрами. Их использование гарантирует безопасность при диагностике дефектов и мониторинге различных процессов, а также помехоустойчивость в процессе измерения для получения объективных и точных результатов.

Основные параметры пирометров:

1.выбор диапазона температур зависит непосредственно от объекта, контроль температуры которого осуществляется.

2.тип прицельного устройства определяется полностью размерами объектов, температуру которых необходимо определить, а также расстоянием до этих объектов. Контроль температуры малых и значительно удаленных объектов требует дорогих прицельных устройств.

.тип индикатора определяется условиями эксплуатации, в основном значением температуры, при которой планируется использовать прибор.

.показатель визирования, по аналогии с типом прицельного устройства выбирается в зависимости от размеров объектов и расстояния до них. Показатель визирования пирометра зависит прямопропорционально от удаленности объекта и обратно-пропорционально от его размеров. Важно также, чтобы при измерении температуры удаленного объекта в поле зрения инфракрасного термометра не попадали посторонние предметы.

.расстояние до минимального поля зрения - согласно основным оптическим законам, поле зрения прибора будет увеличиваться пропорционально увеличению расстояния от прибора до объекта, при выборе прибора необходимо учесть расстояние, на котором наиболее часто будут проводиться измерения температуры.

Принцип работы пирометра

По большому счету любой инфракрасный термометр является идеальным профессиональным диагностическим инструментом для проведения технического обслуживания, обеспечивающим максимальную точность измерения температуры на любом расстоянии.

Принцип действия бесконтактного термометра заключается в измерении силы теплового излучения, исходящего от объекта преимущественно в диапазонах видимого света и инфракрасного излучения.

Изначально термин "пирометр" использовался для обозначения прибора, предназначенного для измерения температуры по яркости предельно нагретого предмета. На сегодняшний день понятие несколько расширилось, поскольку, с развитием технологий появились абсолютно новые приборы - инфракрасные.

Сфера применения пирометров

Инфракрасные термометры применяют в различных отраслях. Сфера их применения достаточно широка:

.Измерения температур опасных для человеческого организма поверхностей и сред, в том числе, горячих.

2.Измерение температурных показателей недоступных и труднодоступных объектов.

.Сканирование для поиска холодных или горячих точек.

.Диагностические работы с электро- и теплооборудованием.

.Быстрое (мгновенное) определение температуры объектов, которые пребывают в движении.

.Профилактика и диагностика ж/д и автотранспорта.

7.Поддержание противопожарной безопасности.

8.Контроль и проверка систем кондиционирования, вентиляции и отопления.

9.Электроаудит и электродиагностика.

10.Работы по профилактике оборудования в любой отрасли промышленности.

Очевидно, что измерение температуры современными приборами имеет ряд преимуществ перед обычными термометрами. Измерения возможно проводить без остановки производства или технического процесса. Все измерения температуры производятся с безопасного расстояния. При этом присутствует значительное увеличение производительности труда работников благодаря моментальности измерений.

Сравнительная характеристика основных моделей

Характеристики и выбор

Среди методов измерения температуры можно выделить 2 основных: измерение температуры контактным и бесконтактным способом. В промышленности в этом случае распространены методы именно бесконтактного измерения ввиду их простоты и эффективности, а также точности и объективности результатов измерения. Особенности реализации приборов позволяют применять их для измерения температуры практически для любых целей и в любых условиях, где это необходимо.

На данном этапе уровень развития теоретической и практической физики позволяет получать результаты измерения какой-либо величины не прямым, а косвенным способом через обоснованные связи измеряемой физической величины с другими величинами, чье измерение не составляет труда. Так, например, чтобы получить численное значение ускорения движущегося тела, необходимо лишь зафиксировать начальную и конечную скорость, а также пройденный участок пути, не прибегая к помощи акселерометров (приборов для измерения ускорения). По аналогичному принципу достаточно удобно измерять температуру. Измерение температуры совсем незатруднительно проводить оптическим способом: нагретые до какой-либо температуры тела излучают волны соответствующей данной температуре длины волны (лямбда) в диапазоне длин волн, соответствующих инфракрасному диапазону частот (обратная зависимость длины волны).

В основе принципа действия бесконтактных термометров (инфракрасных термометров или же пирометров) как раз положен оптический метод измерения температуры. О широком спектре применения приборов бесконтактного измерения говорить излишне - это вполне очевидно. Остановимся лишь на конкретном описании пирометров и на тех моментах, которые являются определяющими в выборе пирометра для тех или иных задач.

В связи с тем, что ассортимент предлагаемых как зарубежных, так и отечественных измерительных приборов весьма велик и, как правило, адаптирован под конкретные цели, - то следует четко определиться, какой тип пирометра необходим для планируемых измерений. Стационарные пирометры дают весьма точные результаты и очень богаты функционально, однако они не предназначены для проведения измерений "на лету" и "в поле". Такие пирометры требуют калибровки и настройки, проверки на моделях АЧТ (абсолютно черное тело), и, не смотря на высокую надежность, точность и безошибочность измерений, а также удобство представления результатов такой пирометр затруднительно всегда иметь под рукой. В условиях производства здорово выручают компактные переносные термометры, которые позволяют мгновенно получать значения температуры нагретого тела, причем на приемлемом уровне точности. Главная особенность таких пирометров - возможность всегда быть под рукой и контролировать температуру оперативно, мгновенно получать результаты измерений для коррекции данного технологического процесса, например для нестационарных объектов или в условиях монтажа объектов в полевых условиях. Также предпочтительно использование там, где очень точные данные не важны или же отсутствует автоматическая система опроса датчик

Принцип работы, устройство инфракрасного пирометра и его основные характеристики
Пирометром называют прибор, который измеряет температуру по тепловому электромагнитному излучению и предоставляет информацию в форме, удобной для пользователя. Инфракрасные пирометры, использующие метод радиационной пирометрии, являются наиболее распространенным классом среди устройств подобного рода (другие названия — инфракрасный

Прикрепленные файлы: 1 файл

Пирометр.docx

Принцип работы, устройство инфракрасного пирометра и его основные характеристики

Устройство пирометра: 1 — объект измерения; 2 — тепловое излучение;

3 — оптическая система; 4 — зеркало; 5 — видоискатель; 6 — ось видоискателя;

7 — измерительно-счетное устройство; 8 — корпус; 9 — электронный преобразователь; 10 —

кнопка; 11 — датчик

К основным техническим характеристикам пирометров относят:

оптическое разрешение (встречаются модели с разрешением от 2 до 600 : 1);

-диапазон измеряемых температур (max от -50 до 4000° C или меньше);

-измеряемое разрешение — 1 или 0,1° C;

-точность измерения (оптимальная ± 1,5%);

-быстродействие (у современных очень высокое — менее 1 секунды);

-коэффициент излучения — переменный либо фиксированный;

-способ нацеливания — оптический либо лазерный прицел.

Электродвигатели переменного тока общего назначения – электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, а также являются наиболее совершенным и распространенным видом привода машин и механизмов, преобразующих электрическую энергию в механическую.

В основе работы электродвигателей лежит процесс электромагнитной индукции, которая возникает при движении проводящей среды в магнитном поле. В качестве проводящей среды обычно используется обмотка, состоящая из достаточно большого количества проводников, соединенных между собой надлежащим способом. Магнитное поле в электродвигателе создается либо с помощью постоянных магнитов, либо возбуждающими обмотками, которые обтекаются токами. Электродвигатели обратимы, то есть могут работать по преобразованию электрической энергии в механическую и наоборот, в режиме генератора.

Электродвигатели состоят из защитного корпуса, в котором находится неподвижный полый цилиндрический статор, набранный из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической(магнитной) стали. На внутренней стороне статора в пазах расположены витки обмотки возбуждения из медной проволоки. Внутри статора располагается подвижный, вращающийся на валу ротор, состоящий тоже из стальных пластин, также изолированных друг от друга термостойким лаком. В пазах ротора располагаются витки медной обмотки. Обмотка статора подсоединяется к источнику переменного тока.

Электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные, в зависимости от того, в каком отношении находится скорость вращения к частоте.

Синхронные электрические двигатели – такие двигатели, скорость вращения которых находится в постоянном отношении к частоте электрической сети, для асинхронных – отношение непостоянно. Скорость вращения асинхронных двигателей изменяется с изменением нагрузки.

Асинхронные электродвигатели могут иметь преобразовательное устройство в виде коллектора( коллекторные машины), или быть без него (бесколлекторные).

При выборе электрического двигателя переменного тока учитываются такие характеристики, как:

Коэффициент их полезного действия, определяемый как отношение полезно затрачиваемой им мощности ко всей мощности, которая подводится к рассматриваемому оборудованию.

При оценке электродвигателей также используются их рабочие характеристики, которые представляют собой зависимости параметров двигателя от мощности на валу. Ими являются: скоростная, моментная, характеристика коэффициента мощности, характеристика КПД.

Также существуют следующие характеристики, позволяющие охарактеризовать данный вид продукции:

Номинальный режим работы – режим работы, для которого двигатель предназначен.

Номинальные параметры электрической машины, характеризующие номинальный режим ее работы, относятся к работе машины на высоте до 1000м над уровнем моря и при температуре газообразной охлаждающей среды до +40 градусов Цельсия и охлаждающей воды до +30 градусов.

Номинальные режимы работы электрических машин, которые включают продолжительный, кратковременный, повторнократковременный и перемежающийся режимы работы.

Номинальная мощность – полезная механическая мощность на валу, выражается в Вт, кВт, МВт, указывается на заводском щитке электродвигателя.

Номинальное напряжение – соответствующее номинальному режиму работы электродвигателя.

Номинальное напряжение возбуждения электродвигателя

Номинальный ток электрического двигателя – ток, соответствующий номинальному режиму работы.

Номинальный ток возбуждения электродвигателя – ток возбуждения, соответствующий номинальному режиму работы.

Номинальная частота вращения электрической машины

Номинальное изменение частоты вращения электродвигателя.

К параметрам, необходимым для характеристики электродвигателей также относятся: рабочая температура отдельных частей электродвигателя, коэффициент инерции, начальный пусковой ток, начальный пусковой вращающий момент, минимальный вращающий момент, максимальный вращающий момент, предельно допускаемые превышения температур частей электродвигателя, высота оси вращения электродвигателя.

Технико-экономические показатели – размеры, масса и стоимость электродвигателя – зависят от его главных размеров – внутреннего диаметра сердечника якоря и его длины. В свою очередь главные размеры зависят от мощности двигателя, частоты вращения, а также основных электромагнитных нагрузок в номинальном режиме – индукции в воздушном зазоре и линейной нагрузки.

Вся совокупность параметров позволяет охарактеризовать данный вид продукции.

Министерство образования науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читайте также: