Пирометри
(140)Пирометрите са устройства, които позволяват безконтактно измерване на температура. Благодарение на широкия диапазон на измерване и неговата бързина, те намират приложение в множество области: системи за отопление и охлаждане, ОВК, транспорт (особено при обслужване на превозни средства, не само автомобили), в хранителната, фармацевтичната промишленост и дори енергетиката. Важно е да се отбележи, че този метод на измерване позволява изследване на въртящи се елементи (за откриване на точки на триене), електрически връзки под напрежение (участъци с повишено съпротивление) или обекти в опасни зони. С оглед на това огромно разнообразие от приложения, нека разгледаме функционалността на пирометрите и основните им характеристики.
Принцип на действие
Пирометрите използват явлението топлинно излъчване за измерване на температурата. Всички тела, чиято температура е над абсолютната нула, излъчват електромагнитни вълни. Дължината им попада в диапазона на инфрачервената светлина (IR). Чрез измерване на интензитета на това излъчване може да се оцени температурата на обекта с висока точност. В пирометрите за тази цел се използва оптоелектронен, светлочувствителен елемент. За да бъде измерването извършено в точно определена зона, инфрачервените лъчи се фокусират върху светлочувствителната повърхност чрез проста леща. Аналогово-цифров преобразувател и специално програмиран модул обработват данните.
Видове пирометри
Основното и най-очевидно разделение на пирометрите се свързва с тяхното предназначение и конструкция. Въпреки че принципът на действие на всички устройства е еднакъв, те се различават по прецизност и функционалност (описани по-долу).
Преносими пирометри
Най-често срещани са ръчните пирометри, при които измервателният елемент е разположен на дръжка. В повечето модели дръжката съдържа отделение за батерия, а спусъкът в горната част служи за активиране на измерването. Това позволява устройството да се управлява с една ръка и лесно да се насочва към изследвания обект. На дръжката се намира пирометричният модул с лещата, а от страната на оператора има дисплей (обикновено LCD), който показва резултатите и настройките, както и бутони за тяхната промяна. Форматът и начинът на използване на преносимите устройства са почти еднакви, независимо от специфичното им предназначение. Специфичните функции на тези устройства са описани по-долу.
Пирометри за индустриална автоматизация
При пирометрите, използвани в системи за автоматизация, измервателният модул е много по-компактен, за да може да се монтира в различни ориентации и в ограничени пространства. Захранването и данните от измерванията се предават чрез стандартни индустриални съединения, така че този модул не е самостоятелна единица. В повечето случаи те се монтират статично. Тъй като могат да измерват от разстояние и работят в сравнително широк температурен диапазон, в индустриални условия те служат за безконтактно измерване на температурата на пещи, елементи с екстремна температура, както и в системи, изискващи висока хигиена (хранително-вкусова, химическа, фармацевтична промишленост и др.). Тъй като светлочувствителният елемент е свързан с външен контролер, измерванията могат да се извършват по-бързо (с по-висока честота) в сравнение с преносимите устройства.
Допълнителни функции на пирометрите
Функционалността на пирометрите за автоматизационни системи зависи от модела: те могат да бъдат детайлно конфигурируеми или да играят ролята на термичен сензор. При преносимите модели производителите добавят различни функции за улесняване на събирането на измервания – особено тези, които са рутинни и се извършват периодично. При избора на пирометър е добре да се обмисли как разширените възможности на даден модел ще повлияят на ергономията на работата.
Оптична разделителна способност и лазерен прицел
Стандартно оборудване на ръчните пирометри е лазерен прицел, който показва повърхността, подложена на измерване. Трябва да се отбележи, че това не е точка. Поради принципа на действие, пирометърът измерва интензитета на излъчването, излъчвано в определена зона.
Оптичните характеристики са посочени в ръководството, за да знае потребителят от какво разстояние да извърши измерването. Най-важният елемент от тази спецификация е оптичната разделителна способност, която показва от каква област се събират електромагнитните вълни, които са в основата на измерването. Инфрачервеното излъчване се фокусира върху светлочувствителния елемент чрез леща – зрителното поле на пирометъра може да се опише като конус с връх, разположен върху измервателния компонент и перпендикулярен на повърхността му. Колкото по-далече от обектива – толкова по-широка е зоната, от която се събира инфрачервеното излъчване (което намалява прецизността на измерването при по-големи разстояния). При повечето пирометри лазерният лъч показва височината на конуса, но някои модели излъчват допълнителни лъчи, които показват обиколката на основата му, като по този начин демонстрират на оператора върху коя повърхност се извършва измерването. Това е особено важно при събиране на данни в сложни отоплителни, охладителни и ОВК инсталации, където тръбите и проводниците се намират един до друг.
Като се има предвид факторите, влияещи на резултатите от измерванията, трябва да се помни, че почти всички тела отразяват инфрачервеното излъчване от други източници (подобно на видимата светлина), така че температурата на околната среда в известна (обикновено малка) степен влияе на резултатите от измерването.
Звукови и светлинни аларми
В някои ситуации потребителят на пирометъра няма да се интересува от конкретната температура, освен ако тя не надвишава прагова стойност. Такъв случай възниква например при редовни проверки, когато се проверява дали няма прегряване или преохлаждане на определени зони или елементи на инсталацията. Ето защо някои модели пирометри позволяват настройка на прагова стойност и излъчват звуков и/или светлинен сигнал, когато измерената температура излезе извън установения диапазон. Тази проста функция значително ускорява множество поддържащи и сервизни дейности.
Функции MIN, MAX, AVG и др.
При измервания на обекти с променлива температура (например терморегулиращи компоненти, точки от ОВК системи) е полезна функцията, която позволява устройството да запомни екстремни стойности, регистрирани за определен период от време. Функциите MIN и MAX показват най-ниската и най-високата температура, която устройството е измерило, докато се натиска спусъкът за активиране. Освен това често има средно (AVG) измерване, което позволява, например, измерване на много големи повърхности като **хидравлични/пневматични линии или фотоволтаич
ни панели, за оценка на общи загуби и оптимизация на работата**.
Памет на измерванията и комуникация
Ако пирометърът ще се използва често и редовно, например при инспекции на големи инсталации, добра инвестиция може да бъде устройство с разширена функционалност, оборудвано с вградена памет и възможност за експортиране на резултатите към компютър (за по-нататъшна обработка, изготвяне на отчет и др.). Такива модели комуникират чрез безжични протоколи (Bluetooth, WiFi), стандартни съединения (USB), а понякога поддържат сменяеми памет карти. Събраната информация може лесно да се експортира във файл, който след това може да бъде анализиран или използван за изготвяне на отчет.
Важни параметри на пирометрите
При избора на пирометър, освен описаните по-горе функции, трябва да се вземат предвид няколко ключови параметри. Първият е, разбира се, диапазонът на измерване, който определя температурния диапазон, в който уредът работи. Също така важна ще бъде разделителната способност на измерването. Освен това повечето устройства позволяват регулиране на коефициента на излъчване (определя се от материала, агрегатното състояние, текстурата и ъгъла на наблюдение на обекта).
Личните предпочитания включват размера и теглото на устройството, както и диагонала на екрана. Важно е също дали с пирометъра се доставят аксесоари като сонди, термодвойки, калъфи или транспортни куфарчета. Ако устройството ще се използва сравнително често, добра инвестиция може да бъде пирометър с акумулаторна батерия. За професионални приложения важен фактор ще бъде сертификатът за калибриране на сензора. Трябва да се обърне внимание и на класа на защита (устойчивост), който често е много висок (например IP65), позволяващ работа в тежки условия.
Що се отнася до пирометрите за монтаж в индустриална автоматизация или изпълняващи контролни функции в други системи, освен споменатите параметри, ключова характеристика ще бъде интерфейсът на устройството. Много от тези продукти могат да комуникират чрез стандартни индустриални протоколи като Profibus или RS485.
Склад:
