Pirometre
(122)Pirometrele sunt dispozitive care permit măsurarea temperaturii fără contact. Datorită intervalului larg de măsurare și vitezei lor, sunt utilizate într-o varietate de aplicații: sisteme de încălzire și răcire, HVAC, transport (în special pentru întreținerea vehiculelor, nu doar a mașinilor), în industria alimentară, farmaceutică și chiar în sectorul energetic. Este important de menționat că această metodă de măsurare permite examinarea elementelor rotative (detectarea punctelor de frecare), a conexiunilor sub tensiune (segmente cu rezistență crescută) sau a obiectelor din zone periculoase. Având în vedere acest spectru larg de aplicații, să analizăm funcționalitatea pirometrelor și caracteristicile lor de bază.
Principiul de funcționare
Pirometrele folosesc fenomenul de radiație termică pentru a măsura temperatura. Toate corpurile a căror temperatură depășește zero absolut emit unde electromagnetice. Lungimea acestora se situează în intervalul luminii infraroșii (IR). Prin măsurarea intensității acestei radiații, se poate estima cu mare precizie temperatura obiectului. În cazul pirometrelor, se utilizează un element optoelectronic sensibil la lumină pentru acest scop. Pentru ca măsurarea să fie realizată într-o zonă specifică, razele IR sunt focalizate pe suprafața sensibilă la lumină cu ajutorul unei lentile simple. Datele sunt procesate de un convertor A/D și de un circuit programat special.
Tipuri de pirometre
Principala și cea mai evidentă clasificare a pirometrelor este legată de scopul și construcția lor. Deși principiul de funcționare este același pentru toate dispozitivele, acestea diferă în ceea ce privește precizia și funcționalitatea (descrise mai jos).
Pirometre portabile
Cele mai frecvente sunt pirometrele portabile, în care elementul de măsurare este montat pe un mâner. La majoritatea modelelor, mânerul conține un compartiment pentru baterii, iar în partea superioară se află un trăgaci care servește la activarea măsurării. Astfel, dispozitivul poate fi operat cu o singură mână și îndreptat cu ușurință către obiectul măsurat. Pe mâner se află modulul pirometrului cu lentila, iar pe partea utilizatorului, un ecran (de obicei LCD) care afișează rezultatele și setările, precum și butoane pentru a le modifica. Formatul și utilizarea dispozitivelor portabile sunt în mare parte uniforme, indiferent de scopul lor specific. Funcțiile specifice ale acestor dispozitive sunt descrise mai jos.
Pirometre pentru automatizare industrială
În cazul pirometrelor utilizate în sistemele de automatizare, modulul de măsurare este mult mai compact, pentru a putea fi instalat în diferite orientări și în spații restrânse. Alimentarea și datele măsurătorilor sunt transmise prin intermediul unor conectori industriali standard, astfel că acest modul nu este o unitate de sine stătătoare. În majoritatea cazurilor, acestea sunt montate static. Deoarece pot măsura de la o anumită distanță și funcționează într-un interval de temperatură relativ larg, în mediul industrial sunt utilizate pentru măsurarea fără contact a temperaturii cuptoarelor, a elementelor la temperaturi extreme și în sisteme care necesită un nivel ridicat de igienă (industria alimentară, chimică, farmaceutică etc.). Deoarece elementul sensibil la lumină este conectat la un controler extern, măsurătorile pot fi realizate mai rapid (cu o frecvență mai mare) decât în cazul dispozitivelor portabile.
Funcții suplimentare ale pirometrelor
Funcționalitatea pirometrelor destinate sistemelor de automatizare depinde de model: pot fi configurabile în detaliu sau pot funcționa ca un tip de senzor termic. În cazul modelelor portabile, producătorii echipează dispozitivele cu o serie de funcții care facilitează colectarea măsurătorilor, în special a celor de rutină și periodice. Când alegeți un pirometru, este indicat să luați în considerare modul în care capacitățile extinse ale unui model afectează ergonomia muncii.
Rezoluția optică și indicatorul laser
Echipamentul standard al pirometrelor portabile include un indicator laser, care arată suprafața măsurată. Este important de remarcat că nu este vorba despre un punct unic. Datorită principiului de funcționare, pirometrul măsoară intensitatea radiației emise într-o anumită zonă.
Caracteristicile optice sunt furnizate în manual, astfel încât utilizatorul să știe de la ce distanță să efectueze măsurarea. Cel mai important element al acestei specificații este rezoluția optică, care indică suprafața din care sunt colectate undele electromagnetice care stau la baza măsurătorii. Radiația infraroșie este focalizată pe elementul sensibil la lumină printr-o lentilă – câmpul vizual al pirometrului poate fi descris astfel ca un con cu vârful situat pe elementul de măsurare și perpendicular pe suprafața acestuia. Cu cât distanța față de lentilă este mai mare, cu atât mai largă va fi zona din care este captată radiația infraroșie (ceea ce reduce precizia măsurătorii la distanțe mai mari). La majoritatea pirometrelor, fasciculul laser indică înălțimea conului, dar unele modele emit fascicule suplimentare care marchează perimetrul bazei, arătând astfel utilizatorului zona exactă măsurată. Acest lucru este deosebit de util atunci când se colectează date în instalații complexe de încălzire, răcire sau HVAC, unde conductele și țevile sunt foarte apropiate unele de altele.
În ceea ce privește factorii care influențează rezultatele măsurătorii, este important să rețineți că aproape toate corpurile reflectă radiația infraroșie provenită din alte surse (la fel cum reflectă lumina vizibilă), astfel încât temperatura ambientală influențează într-o oarecare măsură (de obicei minimă) rezultatele măsurătorii.
Alerte acustice și vizuale
În anumite situații, utilizatorul pirometrului nu va fi interesat de o temperatură exactă, cu excepția cazului în care aceasta depășește valorile limită. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, în timpul inspecțiilor regulate, când se verifică dacă anumite zone sau elemente ale sistemului nu sunt supraîncălzite sau subrăcite. Din acest motiv, unele modele de pirometre permit setarea valorilor limită și emit o alertă acustică și/sau vizuală atunci când temperatura măsurată se află în afara intervalului stabilit. Această funcție simplă accelerează semnificativ multe lucrări de întreținere și service.
Funcții MIN, MAX, AVG etc.
Când se efectuează măsurători pe obiecte cu temperatură variabilă (de exemplu, componente termoregulatoare, puncte ale sistemelor HVAC), este utilă o funcție care permite dispozitivului să memoreze valorile extreme înregistrate într-o anumită perioadă. Funcțiile MIN și MAX indică cea mai mică și cea mai mare temperatură pe care dispozitivul a măsurat-o în timp ce trăgaciul a fost apăsat. În plus, este adesea disponibilă o măsurare medie (AVG), utilă pentru măsurarea suprafețelor mari, cum ar fi sistemele hidraulice/pneumatice sau panourile fotovoltaice, pentru a estima pierderile totale și a optimiza performanța.
Memorie pentru măsurători și comunicare
Dacă pirometrul va fi utilizat frecvent și regulat, cum ar fi în timpul inspecțiilor instalațiilor mari, poate fi o idee bună să investiți într-un dispozitiv cu funcții avansate, cum ar fi memorie integrată și capacitatea de a exporta rezultatele pe un computer (pentru procesare ulterioară sau crearea de rapoarte). Aceste modele comunică prin protocoale wireless (Bluetooth, WiFi), conectori standard (USB), și uneori suportă carduri de memorie amovibile. Informațiile colectate pot fi exportate cu ușurință într-un fișier și analizate sau utilizate pentru generarea de rapoarte.
Parametri importanți ai pirometrelor
La alegerea unui pirometru, pe lângă funcțiile descrise mai sus, este esențial să se țină cont de câțiva parametri cheie. Primul este, desigur, intervalul de măsurare, care definește domeniul termic în care funcționează dispozitivul. Rezoluția măsurătorii va fi, de asemenea, importantă. În plus, majoritatea dispozitivelor permit ajustarea coeficientului de emisivitate (determinată de factori precum materialul, starea fizică, textura și unghiul de observare al obiectului măsurat).
Preferințele personale includ dimensiunea și greutatea dispozitivului, precum și dimensiunea ecranului. De asemenea, este important să verificați dacă pirometrul este livrat cu accesorii, cum ar fi sonde, termocupluri, carcase sau valize de transport. Dacă dispozitivul va fi utilizat frecvent, poate merita să investiți într-un model alimentat de o baterie reîncărcabilă. Pentru dispozitivele destinate utilizării în medii profesionale, un factor important va fi certificatul de calibrare al senzorului. Merită, de asemenea, să acordați atenție clasei de protecție (etanșeitate), care este adesea foarte ridicată (de exemplu, IP65), permițând utilizarea în condiții de mediu dificile.
În ceea ce privește pirometrele destinate montării în sistemele de automatizare industrială sau care îndeplinesc o funcție de control în alte sisteme, pe lângă parametrii menționați, o caracteristică cheie va fi interfața dispozitivului. Multe dintre aceste produse pot comunica utilizând standarde industriale obișnuite, cum ar fi Profibus sau RS485.
Depozit:
