Pyrometers
(127)Pyrometers zijn apparaten die temperatuur kunnen meten zonder direct contact. Dankzij hun brede meetbereik en snelheid worden ze gebruikt in tal van toepassingen: verwarmings- en koelsystemen, HVAC, transport (vooral bij het onderhoud van voertuigen, niet alleen auto’s), in de voedingsmiddelenindustrie, farmaceutische industrie en zelfs in de energiesector. Het is belangrijk op te merken dat deze meetmethode het mogelijk maakt om roterende onderdelen (detectie van wrijvingspunten), elektrische verbindingen onder spanning (gedeelten met verhoogde weerstand) of objecten in gevaarlijke omgevingen te onderzoeken. Gezien dit brede scala aan toepassingen, laten we eens kijken naar de functionaliteit van pyrometers en hun belangrijkste kenmerken.
Werkingsprincipe
Pyrometers maken gebruik van het fenomeen van warmtestraling om temperatuur te meten. Alle objecten met een temperatuur boven het absolute nulpunt zenden elektromagnetische golven uit. De golflengte daarvan valt in het infrarode (IR) lichtspectrum. Door de intensiteit van deze straling te meten, kan de temperatuur van het object met grote nauwkeurigheid worden geschat. Bij pyrometers wordt hiervoor een opto-elektronisch, lichtgevoelig element gebruikt. Om ervoor te zorgen dat de meting in een specifiek gebied plaatsvindt, worden de IR-stralen met een eenvoudige lens gefocust op het lichtgevoelige oppervlak. De gegevens worden verwerkt door een A/D-converter en een speciaal geprogrammeerd circuit.
Soorten pyrometers
De belangrijkste en meest voor de hand liggende indeling van pyrometers is gebaseerd op hun doel en constructie. Hoewel het werkingsprincipe voor alle apparaten hetzelfde is, verschillen ze in precisie en functionaliteit (die hieronder worden beschreven).
Draagbare pyrometers
De meest voorkomende zijn handheld pyrometers, waarbij het meetelement op een handgreep is gemonteerd. In de meeste modellen bevat de handgreep een batterijcompartiment en aan de bovenkant zit een trekker die dient om de meting te activeren. Hierdoor kan het apparaat met één hand worden bediend en gemakkelijk op het te meten object worden gericht. Aan de handgreep bevindt zich het pyrometer-module met de lens, en aan de kant van de gebruiker zit een display (meestal LCD) dat de resultaten en instellingen weergeeft, evenals knoppen om deze aan te passen. Het formaat en het gebruik van draagbare apparaten zijn over het algemeen uniform, ongeacht hun specifieke gebruiksdoel. De specifieke functies van deze apparaten worden hieronder beschreven.
Pyrometers voor industriële automatisering
Bij pyrometers die in automatiseringssystemen worden gebruikt, is het meetelement veel compacter, zodat het in verschillende posities en in beperkte ruimtes kan worden gemonteerd. De stroomvoorziening en meetgegevens worden via standaard industriële connectoren verzonden, waardoor deze module geen zelfstandige eenheid is. In de meeste gevallen worden ze statisch geïnstalleerd. Omdat ze op een bepaalde afstand kunnen meten en werken binnen een relatief breed temperatuurbereik, worden ze in industriële omgevingen gebruikt voor contactloze temperatuurmetingen van ovens, extreem hete elementen en in systemen die hoge hygiëne vereisen (zoals in de voedsel-, chemische en farmaceutische industrie). Aangezien het lichtgevoelige element is verbonden met een externe controller, kunnen metingen sneller (met een hogere frequentie) worden uitgevoerd dan bij draagbare apparaten.
Extra functies van pyrometers
De functionaliteit van pyrometers voor automatiseringssystemen hangt af van het model: ze kunnen uitgebreid instelbaar zijn of fungeren als een soort thermische sensor. Bij draagbare modellen voorzien fabrikanten de apparaten van verschillende functies die het verzamelen van meetgegevens vergemakkelijken, vooral bij routinematige en periodieke metingen. Bij het kiezen van een pyrometer is het raadzaam te overwegen hoe de uitgebreide mogelijkheden van een bepaald model de ergonomie van het werk beïnvloeden.
Optische resolutie en laserpointer
Tot de standaarduitrusting van handheld pyrometers behoort een laserpointer, die het te meten oppervlak aangeeft. Het is belangrijk op te merken dat dit geen enkel punt is. Vanwege het werkingsprincipe meet de pyrometer de intensiteit van de straling die over een bepaald gebied wordt uitgezonden.
De optische eigenschappen worden in de handleiding vermeld, zodat de gebruiker weet vanaf welke afstand de meting moet worden uitgevoerd. Het belangrijkste onderdeel van deze specificatie is de optische resolutie, die aangeeft van welk gebied de elektromagnetische golven worden verzameld die aan de meting ten grondslag liggen. Infraroodstraling wordt door een lens op het lichtgevoelige element gefocust – het gezichtsveld van de pyrometer kan dus worden beschreven als een kegel met de top op het meetelement en loodrecht op het oppervlak. Hoe verder van de lens, hoe groter het gebied waaruit de infraroodstraling wordt opgevangen (wat de meetnauwkeurigheid bij grotere afstanden vermindert). Bij de meeste pyrometers geeft de laserstraal de hoogte van de kegel aan, maar sommige modellen zenden extra stralen uit die de omtrek van de basis markeren, waardoor de gebruiker precies kan zien welk oppervlak wordt gemeten. Dit is vooral nuttig bij het verzamelen van gegevens in complexe verwarmings-, koelings- of HVAC-installaties, waar leidingen en buizen dicht bij elkaar liggen.
Met betrekking tot de factoren die de meetresultaten beïnvloeden, is het belangrijk te onthouden dat bijna alle objecten infraroodstraling van andere bronnen weerkaatsen (net zoals ze zichtbaar licht weerkaatsen), waardoor de omgevingstemperatuur de meetresultaten in zekere mate beïnvloedt (meestal minimaal).
Akoestische en visuele alarmen
In sommige situaties is de exacte temperatuur voor de gebruiker van de pyrometer niet van belang, tenzij deze de drempelwaarden overschrijdt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij regelmatige inspecties, waarbij wordt gecontroleerd of bepaalde delen of componenten van het systeem niet oververhit of onderkoeld zijn. Daarom laten sommige modellen pyrometers toe om drempelwaarden in te stellen en een akoestisch en/of visueel alarm te geven wanneer de gemeten temperatuur buiten het ingestelde bereik valt. Deze eenvoudige functie versnelt veel onderhouds- en servicewerkzaamheden aanzienlijk.
MIN-, MAX-, AVG-functies enz.
Bij het meten van objecten met variabele temperaturen (zoals thermoregulerende componenten, punten van HVAC-systemen) is het handig om een functie te hebben waarmee het apparaat de uiterste waarden die over een bepaalde periode zijn geregistreerd, kan opslaan. De MIN- en MAX-functies geven de laagste en hoogste temperatuur aan die het apparaat heeft gemeten terwijl de trekker werd ingedrukt. Bovendien is vaak de gemiddelde (AVG) meting beschikbaar, wat nuttig is voor het meten van grote oppervlakken, zoals hydraulische/pneumatische systemen of zonnepanelen, om het totale verlies te schatten en de prestaties te optimaliseren.
Geheugen voor metingen en communicatie
Als de pyrometer vaak en regelmatig wordt gebruikt – bijvoorbeeld bij inspecties van grote installaties – kan het de moeite waard zijn te investeren in een apparaat met geavanceerde functies, zoals ingebouwd geheugen en de mogelijkheid om resultaten naar een computer te exporteren (voor verdere verwerking of het maken van rapporten). Deze modellen communiceren via draadloze protocollen (Bluetooth, WiFi), standaardconnectoren (USB), en soms ondersteunen ze verwisselbare geheugenkaarten. De verzamelde informatie kan eenvoudig worden geëxporteerd naar een bestand en geanalyseerd of gebruikt voor het genereren van rapporten.
Belangrijke parameters van pyrometers
Bij het kiezen van een pyrometer is het, naast de hierboven beschreven functies, essentieel om rekening te houden met enkele belangrijke parameters. De eerste is uiteraard het meetbereik, dat aangeeft binnen welk thermisch bereik het apparaat werkt. Ook de meetresolutie is van belang. Bovendien bieden de meeste apparaten de mogelijkheid om de emissiefactor aan te passen (bepaald door bijvoorbeeld het materiaal, de aggregatietoestand, de textuur en de kijkhoek van het gemeten object).
Persoonlijke voorkeuren zijn onder meer de grootte en het gewicht van het apparaat, evenals de schermgrootte. Het is ook belangrijk om te controleren of de pyrometer wordt geleverd met accessoires, zoals sondes, thermokoppels, hoezen of transportkoffers. Als het apparaat relatief vaak wordt gebruikt, kan het de moeite waard zijn te investeren in een model dat werkt op een oplaadbare batterij. Voor apparaten die in professionele omgevingen worden gebruikt, is het kalibratiecertificaat van de sensor een belangrijke factor. Het is ook de moeite waard om te letten op de beschermingsklasse (waterdichtheid), die vaak erg hoog is (bijvoorbeeld IP65), zodat het apparaat in zware omgevingsomstandigheden kan worden gebruikt.
Wat betreft pyrometers die worden geïnstalleerd in industriële automatiseringssystemen of die als controle-eenheid in andere systemen dienen, is naast de genoemde parameters de interface van het apparaat een belangrijke eigenschap. Veel van deze producten kunnen communiceren via gebruikelijke industriële standaarden, zoals Profibus of RS485.
Magazijn:
