Для чого можна використовувати пірометр?

Важливість точності пірометра для надійних вимірювань

Пірометри використовуються в промисловості для забезпечення точного та надійного безконтактного вимірювання температури. Завдяки своїй придатності для вимірювання широкого діапазону матеріалів і здатності вимірювати до дуже високих температур, вони використовуються в багатьох критичних для процесу застосуваннях вимірювання температури. На щастя, пірометри дуже надійні і потребують незначного обслуговування, щоб підтримувати їхню правильну роботу.

Нижче розглянемо поширені проблеми з пірометром і способи їх вирішення, а також як обслуговувати та калібрувати пірометри, щоб забезпечити оптимальну продуктивність і надійність.

Ваш пірометр має брудну оптику? Пірометри є оптичними приладами, і вони вимагають чіткого огляду об'єкта, який вимірюється. Як і будь-яка оптика, з часом лінза може забруднюватися пилом, брудом, маслом або іншими забрудненнями. Коли ці забруднення накопичуються, це почне впливати на продуктивність пірометра, оскільки кількість інфрачервоного світла, яке сприйме внутрішній детектор, буде послаблено.

Щоб вирішити цю проблему, очистіть об’єктив тканиною без ворсу та спиртовмісною рідиною для очищення оптики. Ватною паличкою можна очистити лінзи аж до країв. Для застосування в брудних або запилених середовищах рекомендується застосовувати продувку повітрям, щоб скоротити інтервал очищення. Слід зазначити, що двоколірні пірометри набагато більш стійкі до накопичення бруду на оптиці та є кращим вибором, коли між пірометром і об’єктом вимірювання є дим, пара або пил. Завдяки основному принципу співвідношення ці типи пірометрів продовжуватимуть виконувати точні вимірювання, навіть якщо оптика чи повітря забруднені.

Ваш пірометр перегрівся? Оскільки пірометри використовуються для вимірювання температури об’єктів, вони часто розташовані поблизу джерел тепла і, отже, можуть піддаватися впливу підвищеної температури навколишнього середовища. Як і будь-який електронний прилад, пірометр має безпечну робочу температуру. Як правило, це від 0 до 60 або 70 °C залежно від моделі пірометра. Якщо перевищити верхню межу температури, точність може знизитися та навіть остаточно пошкодити електронні компоненти.

Деякі сучасні моделі пірометрів мають внутрішній датчик температури. Підключившись за допомогою наданого сервісного програмного забезпечення, можна зчитувати поточну та максимальну внутрішню температуру. Якщо максимальна внутрішня температура перевищила верхню межу, рекомендовано повернути пірометр виробнику для перевірки та калібрування. Слід зазначити, що для встановлення в жаркому середовищі доступні аксесуари для охолодження з повітряним або водяним охолодженням для підтримки безпечної температури пірометра.

Перевірте, чи пірометр вирівняний з об’єктом. Правильне вирівнювання пірометра з ціллю має вирішальне значення для точного вимірювання температури. Коли пірометр спочатку встановлювався, він був ретельно налаштований техніком з встановлення для вимірювання температури об’єкта в певному місці. Існує багато випадків, коли пірометр випадково вдарили або перемістили так, що він більше не бачив правильну частину об’єкта. Це призводить до явної помилки вимірювання температури, але при дослідженні помилка виникає через те, що пірометр вимірює об’єкт у неправильному місці. Ця проблема є більш гострою при вимірюванні дуже маленьких об'єктів, оскільки для правильного вимірювання температури місце вимірювання має бути точно вирівняне з об'єктом.

Тому рекомендовано перевірити правильність вирівнювання, як передбачалося спочатку. Більшість пірометрів оснащені лазерною візирною точкою або оптикою через лінзу для точного вирівнювання. Слід зазначити, що двоколірні пірометри краще підходять для вимірювання дуже маленьких об'єктів, оскільки пляма не повинна бути повністю заповнена гарячим об'єктом.

У разі одноколірних пірометрів об’єкт має бути більшим за вимірювальну точку, інакше виникне помилка вимірювання температури. Двоколірний пірометр продовжить правильно вимірювати температуру, якщо частина плями не знаходиться на об’єкті.

Як часто потрібно калібрувати інфрачервоний пірометр?

Частота калібрування залежить від того, наскільки критичним є вимірювання в процесі. Чим критичніше й точніше вимірювання, тим коротший інтервал калібрування. Важливо звернутись до внутрішніх стандартів якості вашої компанії, які вказуватимуть інтервал калібрування. Загалом, якщо це не вказано, стандартною практикою для інфрачервоних пірометрів є калібрування за перевіреним еталонним джерелом температури чорного тіла раз на рік.

Щоб переконатися, що пірометр точно вимірює температуру, його необхідно відкалібрувати за допомогою джерела температури чорного тіла. Фактична температура чорного тіла підтверджується за допомогою каліброваного еталонного пірометра (TSP), який має відому похибку вимірювання. Потім пірометр, який потрібно калібрувати, вимірює температуру чорного тіла, що дозволяє встановити точність при цій конкретній температурі.

Як правило, стандартною практикою є калібрування принаймні двох або трьох температурних точок, які відповідають призначеному температурному діапазону пірометра. Після завершення калібрування може бути виданий сертифікат калібрування.

Оскільки більшість компаній не мають чорного тіла або TSP, калібрування пірометра має виконуватися виробником пірометра або сторонньою сертифікованою калібрувальною компанією.

Якщо вам потрібно налагодити та відкалібрувати ваші пірометри, ви можете звернутися до https://simvolt.ua/. Регулярне технічне обслуговування та калібрування вашого пірометра може забезпечити точні вимірювання температури, збільшити термін служби пірометра та скоротити час простою. Якщо у вас виникли запитання чи сумніви щодо роботи вашого пірометра або вам необхідно, щоб він був відкалібрований відповідно до національних стандартів, проконсультуйтеся з одним із спеціалістів компанії SIMVOLT.

Застосування пірометра для безконтактного вимірювання температури

Безконтактні вимірювачі температури або пірометри використовуються для вимірювання температури без будь-якого фізичного контакту з температурним тілом. У багатьох промислових застосуваннях із вищим температурним діапазоном, де багато інших вимірювачів температури та люди не можуть працювати, використовуються пірометри безконтактного типу. Вони особливо підходять для вимірювання високих температур, які виходять за межі можливостей контактних приладів, таких як термопари, термометри опору (RTD) і термістори.

Принцип роботи пірометра

Усі об’єкти випромінюють електромагнітне випромінювання як функцію їх температури вище абсолютного нуля, і пірометри вимірюють це випромінювання, щоб обчислити температуру об’єкта.

В основному існує два типи пірометрів: оптичний пірометр та радіаційний пірометр.

Оптичний пірометр призначений для вимірювання температур, коли пік випромінювання припадає на червону частину видимого спектру, тобто там, де вимірюване тіло світиться певним відтінком червоного відповідно до температури.

Оптична система приладу містить нагріту вольфрамову нитку. Силу струму в нитці збільшують до тих пір, поки її колір не стане таким же, як у гарячого тіла: за цих умов нитка зникає, якщо дивитися на тлі гарячого тіла. Таким чином, вимірювання температури здійснюється за допомогою струму, що протікає в нитці.

Оскільки яскравість різних матеріалів при будь-якій конкретній температурі змінюється залежно від коефіцієнта випромінювання матеріалу, калібрування оптичного пірометра має бути налаштовано відповідно до коефіцієнта випромінювання об’єкта. Діапазон оптичного пірометра від 1000 °C до 5000 °C.

Переваги оптичного пірометра:

• Можливість вимірювання високої температури.
• Портативний.
• Може використовуватися для вимірювання температури рухомого об'єкта.
• Швидка відповідь.

Недоліки оптичного пірометра:

• Достатньо дорого коштує.
• Може статися помилка випромінювання.
• Не корисно застосовувати для проведення безперервного вимірювання.

Радіаційний пірометр має оптичну систему, подібну до такої, що в оптичному пірометрі, і фокусує енергію, що випромінюється від вимірюваного тіла. Однак вони відрізняються відсутністю нитки розжарювання та окуляра, а замість цього мають детектор енергії в тій самій фокальній площині, що й окуляр.

Розмір об'єктів, виміряний радіаційним пірометром, обмежений оптичною роздільною здатністю, яка визначається як відношення розміру цілі до відстані. Хорошим співвідношенням є 1:300, і це дозволить вимірювати температуру об’єкта розміром 1 мм на відстані 300 мм. При великому співвідношенні відстані/розміру цілі точне прицілювання та фокусування пірометра на цілі є важливими.

Зараз загальноприйнятим є перегляд «крізь об’єктив», що забезпечується пірометрами, які використовують принцип, подібний до технології дзеркальних фотокамер, оскільки фокусування та орієнтація приладу для видимого світла автоматично фокусує його для інфрачервоного світла.

Переваги радіаційного пірометра:

• Можливість вимірювання високої температури.
• Немає необхідності в контакті.
• Помірна вартість.

Недоліки радіаційного пірометра:

• Нелінійний масштаб.
• Випромінювальна здатність цілі впливає на вимірювання.

Промислове застосування пірометра в металургії, хімічній промисловості та інших галузях

Пірометр — це безконтактний прилад, який використовується для вимірювання температури об'єкта. Здатність пірометра виявляти високу температуру з відносно високою швидкістю значно підвищує попит на ринку пірометрів. Водночас прогнозується, що його потенціал забезпечувати високу продуктивність у порівнянні з іншими доступними контактними вимірювальними пристроями за помірну вартість ще більше сприятиме зростанню попиту, причому очікується, що розмір світового ринку пірометрів збільшиться.

Крім того, зростаюча увага виробників до підвищення операційної ефективності та продуктивності призводить до зростання інвестицій у рішення автоматизації виробництва, що додатково забезпечує можливість отримання прибутку для постачальників та розробників пірометрів.

Популярність пірометрів у металургійній промисловості. Пірометри, зокрема на основі інфрачервоної технології, надзвичайно популярні в металургійній промисловості насамперед через їх здатність вимірювати температуру продукту на відстані. Він вважається ідеальним для вимірювання гарячих і рухомих цілей або вимірювання в середовищі, де традиційна система вимірювання температури може бути не ідеальною. Крім того, у металургійній промисловості широко використовуються три типи пірометрів – однохвильові, багатохвильові та з налаштуванням коефіцієнта. Пірометри з однією довжиною хвилі є кращими, коли відомий коефіцієнт випромінювання, тоді як пірометри із можливістю налаштування коефіцієнта використовуються, коли коефіцієнт випромінювання невідомий. Подібним чином, багатохвильові пірометри є кращими, коли застосування двох інших типів пірометрів неможливе.

Крім того, зростання ринку пірометрів прямо корелює зі світовим виробництвом сталі. Це призвело до постійного зростання попиту на пірометри, і багато компаній інвестували значні кошти в розробку продукції, що дозволило їм покращити свої позиції на ринку.

Зростаюча автоматизація у виробництві скла. В індустрію автоматизації протягом багатьох років спостерігається значне зростання інвестицій, однак виробники скляної промисловості лише нещодавно почали інвестувати в автоматизацію процесу виробництва скла. Це в першу чергу робиться для покращення циклу розробки, а також підвищення операційної ефективності. Крім того, зростає кількість виробників, які мають намір і далі впроваджувати рішення для інтелектуальної фабрики для подальшого підвищення її загальної продуктивності. У результаті інвестиції в розробку інтелектуального пірометра нещодавно також зросли, оскільки промислові потреби в інтелектуальних рішеннях продовжують зростати.

Наприклад, деякі компанії пропонують інтелектуальні пірометри, які забезпечують автоматичне виявлення гарячих точок, що забезпечує ефективний і надійний контроль температури для промислового застосування. Конструкція виробу підходить для застосувань, які вимагають встановлення навіть у обмеженому просторі.

Очікується, що постійне зростання виробництва скла разом зі зростаючим впровадженням рішень автоматизації виробництва у виробництво скла прискорить зростання ринку пірометрів, зокрема, починаючи з 2023 року.

Вимірювання температури в нестабільних умовах за допомогою пірометра

Пірометр — це прилад, який використовується для безконтактного вимірювання температури. Точне безконтактне вимірювання температури має важливе значення в усіх галузях промисловості та промислових процесах для плавлення, нагрівання, сушіння, формування або термічної обробки матеріалів.

Пірометри працюють шляхом виявлення інфрачервоного (ІЧ) випромінювання. Пірометр — це оптичний прилад, який використовує лінзу для фокусування ІЧ-випромінювання на детектор, який перетворює ІЧ-випромінювання в електричний сигнал. Температуру об’єкта можна розрахувати за інтенсивністю виявленого ІЧ-випромінювання.

ІЧ-випромінювання відноситься до певної частини електромагнітного спектру, яка не видно неозброєним оком. Усі об’єкти з певною температурою, включно з холодними, випромінюють ІЧ-випромінювання, але зі збільшенням температури об’єкта зростає і кількість ІЧ-випромінювання, яке він випромінює, тому його часто називають «тепловим випромінюванням».

Щоб виміряти температуру пірометром, необхідно спочатку відкалібрувати прилад за відомою температурою. Зазвичай це робиться за допомогою джерела калібрування чорного тіла, пристрою, який випромінює відому кількість ІЧ-випромінювання за певних температур.

Пірометр використовує детектор для вимірювання кількості ІЧ-випромінювання, випромінюваного об’єктом. Детектор перетворює ІЧ-випромінювання в електричний сигнал, який потім обробляється електронікою пірометра для обчислення температури об'єкта.

Розрахунок температури базується на принципі, згідно з яким кількість ІЧ-випромінювання, випромінюваного об’єктом, прямо пропорційна його температурі. Отже, чим більше ІЧ-випромінювання фіксує пірометр, тим вище температура об’єкта. Потім пірометр може відображати температуру об’єкта на своєму екрані або виводити температуру на комп’ютер чи інший пристрій.

Що може заважати точності пірометра?

Важливо знати про можливі джерела перешкод, які можуть спричинити помилку зчитування температури під час використання пірометра, наприклад:

• Інші джерела ІЧ-випромінювання: ІЧ-випромінювання від іншого гарячого об’єкта поблизу може вплинути на вимірювання, якщо його можна вловити полем зору пірометра.

• Прозорі матеріали: якщо вимірюється прозорий матеріал, гарячі предмети позаду вимірюваного об’єкта можуть створювати перешкоди.
• Пил, пара, туман, дим тощо: все це може послаблювати ІЧ-випромінювання, що призводить до неточних вимірювань.
• Помилки поля зору: пляма має відповідати розміру об’єкта, якщо використовується одноколірний пірометр.
• Електромагнітні перешкоди: сильні електромагнітні поля можуть заважати електроніці пірометра.

При ретельному розгляді та правильному виборі пірометра можна уникнути більшості цих потенційних джерел перешкод. Зверніться за порадою до менеджерів нашої компанії SIMVOLT.

Температура є одним з найважливіших вимірювальних параметрів, який використовується для моніторингу та контролю в різних галузях промисловості. Безконтактно її можна виміряти за допомогою пірометра.

Наскільки важливим є вимірювання температури в різних галузях промисловості?

Точне визначення температури або міри гарячого чи холодного є важливим фактором у багатьох галузях промисловості, а саме:

1. Переробка харчових продуктів і напоїв: вимірювання та контроль температури є надзвичайно важливими для виробників продуктів харчування та напоїв. Температура є одним із важливих факторів, які слід враховувати під час масового виробництва продуктів харчування.
2. Виробництво пластику: температура відіграє важливу роль у виробництві пластику. На стадіях виробництва, наприклад, термоформування або лиття під тиском, для забезпечення високої якості продукту необхідно контролювати кілька температурних діапазонів.
3. Обробка металу. На будь-якому заводі з обробки металу, вимірювання температури завжди займає одне з перших місць у списку бездоганної роботи. Вимірювання та аналіз температури відіграє ключову роль у обробці металу, а також моніторинг. Якщо інформація про вимірювання температури невірна, це може вплинути на якість кінцевого продукту, а також поставити під загрозу безпеку робочого місця.

Застосування пірометра для забезпечення безпеки в робочому середовищі

У промислових процесах температура відіграє важливу роль у певних додатках, точне вимірювання температури під час процесу може бути різницею між успіхом і невдачею в циклі. Неправильна температура може призвести до несправності або пошкодження продуктів. Пірометри — це тип приладу для вимірювання температури, який зараз використовується в багатьох галузях промисловості завдяки тому, що вони можуть вимірювати температуру без необхідності безпосереднього контакту з предметом, який вони вимірюють.

Існує широкий спектр галузей промисловості, які використовують ІЧ-пірометри, наприклад, виробництво скла, сталі та металу, виробництво харчових продуктів і напоїв і наукові дослідження.

Скляна промисловість використовує ІЧ-пірометри для вимірювання температури скла під час його формування та для моніторингу процесу охолодження скла. ІЧ-пірометр у металургійній/сталеливарній промисловості використовується для вимірювання температури розплавленого металу в печах та інших високотемпературних середовищах. У харчовій промисловості та виробництві напоїв пірометр вимірює температуру процесу приготування, щоб переконатися, що продукт безпечний для споживання. Робота з високими температурами досить поширена в різних галузях промисловості та на робочих місцях, але вона також може бути надзвичайно небезпечною. Важливо, щоб працівники розуміли ризики, пов’язані з такою роботою, і як ними керувати.

Робота з високими температурами — це робота з матеріалами з високою температурою. Вона включає робочі завдання, які передбачають потенційний контакт із:

• Відкритий вогонь (різання, зварювання, спалювання).
• Електричне тертя або ударні іскри.
• Іскри від розряду статичної електрики.
• Гарячі поверхні та матеріали.
• Двигуни внутрішнього згоряння.

Робота з теплом і теплогенеруючими матеріалами створює кілька основних загроз для працівників. Визначаючи та розуміючи небезпеки, працівники можуть приймати обґрунтовані рішення, які забезпечать їм безпеку на роботі.

Кілька найпоширеніших небезпек, пов’язаних із роботою з високою температурою:

• Вогонь. Пожежа є найбільш очевидним і одним з найбільш значущих ризиків, які супроводжують цей вид робіт. Статистика показує, що робота з високими температурами є однією з головних причин промислових пожеж у всіх галузях промисловості, незмінно потрапляючи в першу п’ятірку. Навіть якщо ви не працюєте з відкритим вогнем, ризик все одно є. Під час зварювання, різання та шліфування іскри та розплавлений матеріал можуть нагріватися і розлітатися. І коли вони контактують з папером, деревом, легкозаймистими рідинами та парами, займання може бути майже миттєвим.
• Опіки. Само собою зрозуміло, що робота з гарячими матеріалами та високими температурами пов’язана з ризиком отримати опіки — і не лише від іскор та вогню.
• Вибух. Виконання робіт із утворенням тепла та іскріння поблизу горючих матеріалів становить величезний ризик вибуху.

Систематичне застосування пірометрів для контролю та моніторингу температурних показників не тільки покращить якість вашої продукції, а й зменшить ризик виникнення нещасних випадків.

Як лазерний покажчик допомагає спрямовувати пірометр на ціль

Правильна температура поверхонь та матеріалів під час процесу виготовлення продукції є одним із найважливіших параметрів якості.

Портативні пірометри значно полегшили вимірювання. Пристрої оснащені лазерним покажчиком допомагають орієнтувати пристрій у правильному напрямку. Трапляється, що через схожість з іншими видами покажчиків пірометр використовується досить неналежним чином, що призводить до похибок вимірювань. Дотримуйтесь простих порад наведених нижче, щоб ваші вимірювання завжди були точними:

1. Розмір червоної плями не збігається з виміряною площею: покажчик залишається аксесуаром і не має нічого спільного з основною функцією пірометра, який залишається, по суті, оптичним пристроєм, який зчитує на набагато ширшій поверхні, ніж та, що описана червоною крапкою.
2. Націлитися на більшу ціль: оптика визначає поле зору пірометра, яке має знати користувач. Пристрій фактично визначає середню температуру всього, що знаходиться в його полі зору, тому, якщо є елементи, що вставляються, або температурний фон відрізняється, можуть бути помилки вимірювання. По суті, чим ближче ви до поверхні, температуру якої потрібно виміряти, тим менше буде розширене поле вимірювання і вимірювання буде точнішим.
3. Уникайте будь-яких перешкод: пірометр обчислить середнє значення, включаючи температуру об'єктів, що заважають зосередитися на чистій цілі.
4. Зчитування значень температури та обробка середнього значення виміряних значень вимагає певного часу, якого слід дотримуватися. Багаторазове зчитування, виконане швидким переміщенням пристрою не допускається.
5. Залишайтеся в тіні: уникайте сильного освітлення в зоні вимірювань. Відбите світло представляє додаткову кількість енергії та може впливати на вимірювання. Загородіть зону вимірювання від будь-якого джерела зовнішнього світла, і ви досягнете найкращого результату.
6. Знайте свої цілі: кожен матеріал має власний коефіцієнт випромінювання, який вам потрібно знати та встановити на пірометрі. Чим більше це значення, тим більше точність результатів вимірювання. Деякі матеріали мають настільки низьку випромінювальну здатність, що вимірювання не дуже надійні. Навіть випромінювальна здатність насправді не є постійною величиною і може змінюватися від матеріалу до матеріалу. Порожнини, як правило, мають вищу випромінювальну здатність через численні відбиття між поверхнями. Точність вимірювання означає здатність розрізняти нашу ціль, перш ніж ми прицілимося та виконуємо вимірювання.