ไพโรมิเตอร์คืออะไรและจะวัดอุณหภูมิได้อย่างไรโดยใช้วิธีการแบบไม่สัมผัส

ในการวัดอุณหภูมิของพื้นผิวต่างๆ จะใช้เซ็นเซอร์ต่างๆ รวมถึงไพโรมิเตอร์ มันทำงานได้ค่อนข้างง่ายและรวดเร็ว แล้วไพโรมิเตอร์คืออะไร ลองหากัน

ไพโรมิเตอร์คืออะไร?

อุปกรณ์ทางวิศวกรรมที่ทันสมัยสำหรับกำหนดอุณหภูมิของวัตถุใด ๆ โดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดเรียกว่าไพโรมิเตอร์ เขายังเป็นที่รู้จักในนาม เครื่องตรวจจับความร้อน, เครื่องบันทึกข้อมูลอุณหภูมิ, เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอล หรือ ปืนอินฟราเรด. การทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับหลักการของการกำหนดค่าอุณหภูมิของพื้นผิวของวัตถุด้วยความร้อน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า พื้นผิวของมันไพโรมิเตอร์จับรังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็น แปลงเป็นองศา และแสดงผลบนหน้าจอ วิธีการตรวจสอบวัตถุที่จำเป็นแบบไม่สัมผัสและรวดเร็วช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บที่อาจเกิดขึ้นได้

พื้นที่สมัคร

พบการใช้งานอย่างแพร่หลายอย่างเพียงพอสำหรับไพโรมิเตอร์ในอุตสาหกรรมที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ทำความร้อนจำนวนมาก ในสาขาการก่อสร้างและวิศวกรรมพลังงานความร้อน ใช้ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนของโครงสร้าง ซึ่งรวมถึงไพโรมิเตอร์ที่ช่วยระบุความเสียหายของฉนวนความร้อน

ในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ดังกล่าวทำให้สามารถวิเคราะห์อุณหภูมิของกระบวนการต่างๆ จากระยะไกลได้ สิ่งนี้จำเป็น ตัวอย่างเช่น ในงานวิศวกรรมเครื่องกล โลหะวิทยา และอุตสาหกรรมอื่นๆ

ดังนั้นช่างไฟฟ้าจึงตรวจสอบระดับความร้อน จุดต่อสายไฟและช่างยนต์ตรวจสอบความร้อนของชิ้นส่วนเครื่องจักร Pyrometers มาช่วยนักวิทยาศาสตร์ในระหว่างการดำเนินการศึกษาหรือการทดลองต่างๆ: นี่คือวิธีที่พวกเขากำหนดความถูกต้องของตัวบ่งชี้อุณหภูมิของสารและร่างกาย

ในชีวิตประจำวัน ผู้คนใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อวัดอุณหภูมิร่างกาย น้ำ อาหาร ฯลฯ

ประเภทและการจำแนกประเภท

ไพโรมิเตอร์มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงาน

ตามวิธีการสำคัญที่ใช้ในงาน:

• อินฟราเรด;
• ออปติก.

ไพโรมิเตอร์แบบออปติคัลแบ่งออกเป็น:

• ความสว่าง;
• สีหรือมัลติสเปกตรัม

ตามภาพของการเล็งอุปกรณ์ที่มีการมองเห็นด้วยแสงหรือเลเซอร์นั้นแตกต่างกัน

ตามการแผ่รังสีที่ใช้ pyrometers ที่มีตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์คงที่จะแตกต่างออกไป

ตามความเป็นไปได้ของการขนส่ง pyrometers แบ่งออกเป็นแบบเคลื่อนที่และแบบเคลื่อนที่ (แบบพกพา)

ตามช่วงการวัดที่เป็นไปได้ ได้แก่ :

• อุณหภูมิต่ำ (-35…-30 °С);
• อุณหภูมิสูง (+400 ° C ขึ้นไป)

อุปกรณ์และหลักการทำงาน

พื้นฐานของโครงสร้างของไพโรมิเตอร์คือเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรด ข้อมูลจะถูกแปลงโดยระบบอิเล็กทรอนิกส์ในตัวและแสดงผลบนจอแสดงผล

ไพโรมิเตอร์ทั่วไปมีรูปร่างเหมือนปืนพกที่มีจอแสดงผลขนาดเล็ก แผงควบคุมขนาดกะทัดรัด การนำทางด้วยเลเซอร์ และความแม่นยำสูงในการโต้ตอบอย่างใกล้ชิดกับวัตถุ อธิบายความต้องการเครื่องมือในหมู่พนักงานในสาขาวิศวกรรมและเทคนิค

องค์ประกอบการทำงานหลักของไพโรมิเตอร์ถือเป็นเลนส์ ตัวรับ ตลอดจนจอแสดงผลที่แสดงผลการวัด หลักการทำงานของไพโรมิเตอร์มีดังนี้: รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากวัตถุที่กำลังศึกษาและโฟกัสผ่านเลนส์และส่งไปยังเครื่องรับ (เทอร์โมไพล์, เซมิคอนดักเตอร์, เทอร์โมคัปเปิล).

หากใช้เทอร์โมคัปเปิล แรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนเมื่อตัวรับร้อนขึ้น ความต้านทาน - ในกรณีของเซมิคอนดักเตอร์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นการอ่านค่าอุณหภูมิ

ในการทำการวัด คุณเพียงแค่เล็งไพโรมิเตอร์ไปที่วัตถุ นำไปปฏิบัติและสังเกตผลลัพธ์ ใช้ปุ่มพิเศษเพื่อปรับรูปแบบการวัดอุณหภูมิ - เซลเซียสหรือฟาเรนไฮต์

ข้อมูลจำเพาะ

ไพโรมิเตอร์มีพารามิเตอร์หลายอย่างที่แสดงลักษณะการทำงาน การเลือกรุ่นอุปกรณ์ที่ต้องการนั้นดำเนินการตามค่าของมัน มาดูตัวหลักกันดีกว่า

ความละเอียดของแสง

นี่คือชื่อของตัวบ่งชี้อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดเครื่องมือต่อระยะห่างจากวัตถุ ฟังก์ชันนี้ขึ้นอยู่กับมุมของเลนส์ของอุปกรณ์ ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งครอบคลุมพื้นที่ได้มากขึ้นเท่านั้น ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในความแม่นยำในการวัดคือการกำหนดจุดบนวัสดุพื้นผิวเท่านั้น หากเกินพื้นที่ ค่าที่วัดได้น่าจะคลาดเคลื่อน

อ้างอิง. ไพโรมิเตอร์แต่ละรุ่นมีความละเอียดทางแสงต่างกัน ความแตกต่างระหว่างพวกเขานั้นน่าประทับใจ เช่น จาก 2:1 ถึง 600:1 อัตราส่วนสุดท้ายเป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ ตามกฎแล้วจะใช้ในอุตสาหกรรมหนัก อัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับไพโรมิเตอร์สำหรับใช้ในครัวเรือนและกึ่งมืออาชีพคือ 10:1

ช่วงการทำงาน

ช่วงการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์วัดระดับความร้อนและมักจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ -30 °C ถึง 360 °C ดังนั้นไพโรมิเตอร์เกือบทุกประเภทจึงเหมาะสำหรับใช้ในบ้าน โดยให้อุณหภูมิสูงสุดของสารหล่อเย็นในระบบทำความร้อนสูงถึง 110 ° C

ข้อผิดพลาด

ข้อผิดพลาดแสดงถึงระดับความเบี่ยงเบนที่เป็นไปได้ของค่าอุณหภูมิและขึ้นอยู่กับความแม่นยำของไพโรมิเตอร์ โดยเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตได้ไม่เกิน 2% ของค่าปกติ

การแผ่รังสี

พารามิเตอร์นี้เป็นอัตราส่วนของกำลังของการแผ่รังสีอุณหภูมิปัจจุบันต่อตัวบ่งชี้เดียวกันของวัตถุอ้างอิงที่เป็นสีดำสนิท

อ้างอิง. สำหรับวัสดุแบบด้าน การแผ่รังสีคือ 0,9-0,95. ด้วยเหตุนี้ จึงเลือกอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับค่านี้ผลลัพธ์จะแตกต่างจากของจริงอย่างเห็นได้ชัด เช่น การวัดระดับความร้อนของพื้นผิวอะลูมิเนียมที่เป็นมันเงา

สำหรับการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น หลายรุ่นมีการติดตั้งตัวชี้เลเซอร์ ในกรณีนี้ ลำแสงจะไม่อยู่ตรงกลาง แต่ระบุขอบเขตที่เหมาะสมที่สุดของพื้นที่การวัด

ข้อดีและข้อเสีย

ไพโรมิเตอร์มีข้อดีและข้อเสียเช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่นๆ การปรากฏตัวของพวกเขาจะอธิบายโดยความแตกต่างของอุปกรณ์และเงื่อนไขการใช้งาน

ข้อดี

• ความคล่องตัว ขนาดเล็กและการออกแบบที่เรียบง่ายมาก
• ต้นทุนต่ำที่ไม่แพงเนื่องจากการใช้องค์ประกอบขั้นต่ำในการออกแบบ
• ระดับความน่าเชื่อถือสูง
• ช่วงการวัดกว้างเพียงพอ

ข้อเสีย

• การพึ่งพาการอ่านค่าไพโรมิเตอร์โดยตรงต่อความสามารถที่ปล่อยออกมาของวัตถุที่กำลังศึกษา
• ความแม่นยำของผลการวัดอาจลดลงเนื่องจากลักษณะเฉพาะของสถานะทางกายภาพของพื้นผิวของวัตถุ
• ฟังก์ชั่นการแก้ไขตัวบ่งชี้และการสร้างข้อผิดพลาดมีให้เฉพาะในเครื่องมือใหม่ล่าสุดเท่านั้น
• ระยะทางมีบทบาทสำคัญในความแม่นยำในการวัด

โมเดลยอดนิยม

EOP-66

Pyrometer EOP-66 ใช้ในการดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และห้องปฏิบัติการ ออกแบบมาเพื่อวัดพารามิเตอร์ของพื้นผิวของวัตถุที่อุณหภูมิตั้งแต่ +900 ถึง +10000 ° C

โมเดลแบบอยู่กับที่นี้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ซึ่งประกอบด้วยวัตถุประสงค์และกล้องจุลทรรศน์ตา เลนส์สองเลนส์มีความสามารถในการโฟกัสที่ระยะสูงสุด 25.4 ซม. และความละเอียดออปติคอล 3:1 โปรดทราบ: กล้องโทรทรรศน์ของอุปกรณ์นี้ยึดติดกับฐานและเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นในระนาบแนวนอน

เคลวิน X 4-20

นี่คือไพโรมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งมีช่วงสากลสำหรับการกำหนดตัวบ่งชี้อุณหภูมิ: ตั้งแต่ -50 ถึง +350 ° C ความเร็วในการดำเนินการสูงมาก - 0.2 วินาที การใช้เครื่องมือมีให้ในช่วง 8-14 ไมครอน

ไพโรมิเตอร์นี้รวมความสามารถของทั้งอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์อยู่กับที่ ทั้งนี้เนื่องมาจากขนาดกะทัดรัด (17x17x22 ซม.) และมีช่องเสียบสำหรับติดตั้งเลนส์ M12 ผู้ผลิตรับประกันแน่นอน กันน้ำและกันฝุ่น. ดังนั้นรูปแบบที่นำเสนอของไพโรมิเตอร์จึงสามารถนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตและการก่อสร้างที่ซับซ้อนได้

S-700 "มาตรฐาน"

อย่างพึงประสงค์ อุปกรณ์ที่ไม่สัมผัสนี้ถูกใช้ ตัวอย่างเช่น ในการก่อสร้างหรือโลหกรรม มันทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดอย่างเพียงพอสำหรับกำหนดระดับความร้อนของพื้นผิวของวัตถุหลวมและของแข็งตลอดจนวัสดุหลอมเหลวและไหล

ช่วงอุณหภูมิอยู่ระหว่าง +700 ถึง +2200 °C ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง การขยายความเป็นไปได้ของการโต้ตอบกับสื่อภายนอกทำได้ผ่านสองตัวเลือกสำหรับอินเทอร์เฟซเอาต์พุต: เอาต์พุตแอนะล็อก 4 - 20 mA หรือดิจิตอล RS-485.

อ้างอิง. คุณสามารถซื้อเครื่องวัดแสงแบบออปติคัลได้ในราคาที่ไม่แพงมาก: ต้นทุนขั้นต่ำของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ 6,000 รูเบิล สูงสุดคือ 30,000 รูเบิล

วิธีวัดอุณหภูมิด้วยไพโรมิเตอร์

หลังจากซื้ออุปกรณ์แล้ว คุณต้องศึกษาคำแนะนำของอุปกรณ์อย่างละเอียดแม้จะมีข้อกำหนดที่ง่ายมากสำหรับการทำงาน แต่การกระทำโดยประมาทอาจทำให้ค่าอุณหภูมิบิดเบี้ยวได้อย่างมาก ขั้นตอนการวัดอุณหภูมิอย่างถูกต้องด้วย pyrometer มีดังนี้:

• เปิดเครื่อง pyrometer;
• กำหนดวัสดุที่ใช้ทำวัตถุ (เช่น เหล็กหรือทองแดง)
• จากนั้นให้ป้อนค่าการแผ่รังสีเป็นการแก้ไขบนจอแสดงผล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของอุปกรณ์
• ชี้ลำแสงอินฟราเรดไพโรมิเตอร์ไปที่พื้นผิวที่จะทำการวัด
• กำหนดขอบเขตของจุดวัดโดยใช้ตัวชี้เลเซอร์

ด้วยลำดับการวัดนี้ คุณจะได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิจริงมากที่สุด

ไพโรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่เป็นสากลและขาดไม่ได้ในแง่ของการใช้งาน เมื่อเข้าใจถึงความแตกต่างของการใช้งานแล้วจึงสามารถใช้งานได้ง่ายทั้งในด้านอาชีพและในชีวิตประจำวัน

บทความที่คล้ายกัน: