ОПТИЧЕСКАЯ ПИРОМЕТРИЯ ТЕПЛОВИЗОРЫ Поломошнов Александр Секиро Лариса

«ОПТИЧЕСКАЯ ПИРОМЕТРИЯ. ТЕПЛОВИЗОРЫ» Поломошнов Александр Секиро Лариса

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. 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 БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ: • 1. Яркостный метод. Применяется для измерения высоких (свыше 600 °С) температур, при которых нагретые тела начинают излучать в видимой части спектра. • 2. Цветовой метод. Цветовыми пирометрами измеряют излучение в двух узких зонах спектра. • 3. Радиационный (инфракрасный) метод – используется в подавляющем большинстве ситуаций, требующих неконтактного измерения температуры.

ИНФРАКРАСНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ. • Инфракрасный метод измерения температуры основан на измерении инфракрасного (теплового) излучения объекта и его пересчета в температуру. • В настоящее время для контроля температур инфракрасным методом используют два типа приборов, - тепловизоры и пирометры.

ТЕПЛОВИЗОР И ПИРОМЕТР • Тепловизор и инфракрасный термометр (пирометр) - приборы позволяющие измерять температуру объектов на расстоянии. С их помощью можно получить температурные данные о своде тоннеля, стоя на его основании и сделать инфракрасную «фотографию» , дающую полное представление о температуре в каждой точке объекта.

ТИПЫ ПИРОМЕТРОВ По принципу действия пирометры делятся на два типа: • Односпектральные пирометры принимают излучение в одном спектральном диапазоне, при этом диапазон может быть достаточно широким. Далее по измеренному значению мощности определяется температура. Односпектральные пирометры, принимающие настолько широкую спектральную полосу, что она содержит значительную часть полной мощности теплового излучения, называют пирометрами полного излучения. • Мультиспектральные пирометры принимают излучение в двух и более спектральных диапазонах. Температура объекта определяется путём сравнения мощностей в различных диапазонах.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПИРОМЕТРОВ • Диапазон температур и длина волны пирометра Рабочий диапазон температур пирометра зависит от длины волны излучения, на которое реагирует детектор пирометра. Высокотемпературные пирометры имеют более короткую длину волны. • Излучательная способность (коэффициент излучения) Коэффициент излучения (называемый иногда «степень черноты» ) характеризует способность поверхности тела излучать инфракрасную энергию. Этот коэффициент определяется как отношение энергии, излучаемой конкретной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. • Быстродействие пирометра Так как пирометры применяются в случаях быстрого изменения температуры, быстродействие для них является важной характеристикой. Оно обычно оценивается временем достижения 95% установившегося показания.

• Установка излучательной способности Для точного определения температуры тела по его излучению необходимо знать его излучательную способность (степень черноты). Большинство поверхностей по характеру излучения близки к черному телу, однако некоторые существенно отличаются. Простые пирометры настроены на фиксированную излучательную способность. В более сложных пирометрах можно устанавливать излучательную способность. • Оптическое разрешение пирометра Пирометры измеряют среднюю температуру поверхности, находящейся в области чувствительности. Область чувствительности пирометра приближенно можно представить конусом, вершина которого упирается в объектив прибора, а основание располагается на поверхности объекта. Отношение высоты конуса к его диаметру L: D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик прибора. • Фокусное расстояние пирометра Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометра зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности d, называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и d указываются в документации

• Способ нацеливания пирометра Простейшие пирометры не имеют устройства нацеливания и могут применяться только на близких расстояниях. Для нацеливания пирометра на удаленные объекты чаще всего применяется луч лазера. С помощью одиночного лазерного луча можно определить только точку вблизи центра зоны чувствительности. Двойной лазерный прицел показывает не только расположение, но и размер зоны измерения пирометра, однако на близком расстоянии он может быть сильно завышен. Круговой лазерный прицел, образованный несколькими лучами, наглядно обозначает зону измерения пирометра. Наиболее совершенный прицел, лишенный этих недостатков, создается несколькими лазерными лучами, расположенными вокруг объектива пирометра и образующими гиперболоид вращения.

ВАРИАНТЫ ФОКУСИРОВКИ ОПТИКИ ПИРОМЕТРОВ: • При фокусировке прибора на бесконечность K=ø/L=const • При фокусировке прибора на конечное расстояние и диаметре пятна контроля в месте перетяжки меньше диаметра объектива прибора K=ø/a=D/L при L≥a и а≥ 10*f , где f – фокусное расстояние пирометра • При фокусировке прибора на конечное расстояние и диаметре пятна контроля в месте перетяжки больше диаметра объектива прибора К=ø/а=D/L=const при L≥a и а≥ 10*f

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ