Wozu dient ein Pyrometer und wie misst man die Temperatur berührungslos?

Um die Temperatur verschiedener Oberflächen zu messen, werden verschiedene Sensoren verwendet, darunter ein Pyrometer. Es funktioniert ganz einfach und schnell. Und was ist ein Pyrometer, lass es uns herausfinden.

Was ist ein Pyrometer?

Ein modernes technisches Gerät zur Bestimmung der Temperatur eines beliebigen Objekts auf der Grundlage eines Infrarotsensors wird als Pyrometer bezeichnet. Er ist auch bekannt als Thermodetektor, Temperatur Datenlogger, digitales Thermometer oder Infrarot-Pistole. Die Funktionsweise des Geräts basiert auf dem Prinzip der thermischen Bestimmung des Temperaturwerts der Oberfläche eines Objekts elektromagnetische Strahlung seine Oberfläche.Das Pyrometer erfasst unsichtbare Infrarotstrahlung, wandelt sie in Grad um und zeigt das Ergebnis auf dem Display an. Durch eine berührungslose und schnelle Untersuchung der notwendigen Objekte können Spezialisten mögliche Verletzungen vermeiden.

Anwendungsgebiet

Ausreichende Verbreitung fanden Pyrometer in den Branchen, in denen eine große Anzahl von Heizgeräten installiert ist. Im Bereich der Bau- und Wärmeenergietechnik werden sie zur Berechnung des Wärmeverlustes von Bauwerken eingesetzt, darunter ein Pyrometer, das hilft, Schäden an der Wärmedämmung zu erkennen.

In der Industrie ermöglichen solche Geräte die Fernanalyse der Temperatur verschiedener Prozesse. Dies ist beispielsweise im Maschinenbau, in der Metallurgie und anderen Branchen notwendig.

Elektriker überprüfen also den Heizgrad Drahtverbindungspunkte, und Automechaniker prüfen die Erwärmung von Maschinenteilen. Pyrometer helfen Wissenschaftlern bei der Durchführung verschiedener Studien oder Experimente: So bestimmen sie die Richtigkeit der Temperaturindikatoren von Stoffen und Körpern.

Im Alltag nutzen Menschen solche Geräte zur Bestimmung von Körpertemperatur, Wasser, Nahrung etc.

Typen und Klassifikation

Je nach Funktionsmerkmal gibt es mehrere Klassifizierungen von Pyrometern.

Nach der wesentlichen Methode, die in der Arbeit verwendet wird:

• Infrarot;
• Optisch.

Optische Pyrometer werden unterteilt in:

• Helligkeit;
• Farbe oder multispektral.

Je nach Zielbild werden Geräte mit optischem oder Laservisier unterschieden.

Je nach verwendetem Emissionsgrad werden Pyrometer mit variablem und festem Koeffizienten unterschieden.

Je nach Transportmöglichkeit werden Pyrometer in stationäre und mobile (tragbare) unterteilt.

Basierend auf dem möglichen Messbereich gibt es:

• niedrige Temperatur (-35…-30 °С);
• Hochtemperatur (+400 °С und mehr).

Gerät und Funktionsprinzip

Die Basis der Struktur des Pyrometers ist der Detektor für Infrarotstrahlung. Die Daten werden von der eingebauten Elektronik umgewandelt und auf dem Display angezeigt.

Ein typisches Pyrometer hat die Form einer Pistole mit einem kleinen Display. Das kompakte Bedienfeld, die Laserführung und die hohe Genauigkeit in enger Interaktion mit dem Objekt erklären die Nachfrage nach dem Werkzeug bei Arbeitern in Ingenieur- und technischen Bereichen.

Als Hauptarbeitselemente des Pyrometers gelten ein Objektiv, ein Empfänger sowie ein Display, auf dem das Messergebnis angezeigt wird. Das Funktionsprinzip des Pyrometers ist wie folgt: Infrarotstrahlung wird vom zu untersuchenden Objekt emittiert und durch eine Linse fokussiert und zum Empfänger (Thermosäule, Halbleiter, Thermoelement).

Wenn ein Thermoelement verwendet wird, ändert sich die Spannung, wenn sich der Empfänger erwärmt. Widerstand - im Fall von Halbleitern. Diese Änderungen werden in Temperaturmesswerte umgewandelt.

Um eine Messung durchzuführen, brauchen Sie nur das Pyrometer auf das Objekt zu richten, es in Aktion zu setzen und das Ergebnis zu notieren. Mit einer speziellen Taste können Sie das Temperaturmessformat einstellen - Celsius oder Fahrenheit.

Technische Eigenschaften

Das Pyrometer hat eine Reihe von Parametern, die seine Funktionalität charakterisieren. Die Auswahl des gewünschten Gerätemodells erfolgt nach deren Werten. Kommen wir zu den wichtigsten.

Optische Auflösung

Dies ist der Name des Indikators für das Verhältnis des Durchmessers des Werkzeugflecks zum Abstand zum Objekt. Diese Funktion hängt vom Winkel des Objektivs des Geräts ab: Je größer es ist, desto mehr Bereich kann es abdecken. Der wichtigste Faktor für die Messgenauigkeit ist das Aufbringen des Flecks ausschließlich auf dem Oberflächenmaterial. Wird der Bereich überschritten, ist der Messwert wahrscheinlich ungenau.

HINWEIS. Jedes Pyrometermodell hat eine andere optische Auflösung. Der Unterschied zwischen ihnen ist beeindruckend, beispielsweise von 2:1 bis 600:1. Das letzte Verhältnis ist typisch für professionelle Geräte. Sie werden in der Regel in der Schwerindustrie eingesetzt. Das optimale Verhältnis für Haushalts- und semiprofessionelle Pyrometer ist 10:1.

Arbeitsbereich

Der Betriebsbereich des Geräts hängt vom pyrometrischen Sensor ab und variiert oft von -30 °C bis 360 °C. Daher sind fast alle Arten von Pyrometern für den Hausgebrauch geeignet, da die maximale Temperatur des Kühlmittels im Heizsystem bis zu 110 ° C beträgt.

Fehler

Der Fehler impliziert die Höhe möglicher Abweichungen der Temperaturwerte und hängt von der Genauigkeit des Pyrometers ab. Im Durchschnitt überschreiten die zulässigen Abweichungen 2 % der Norm nicht.

Emissionsgrad

Dieser Parameter ist das Verhältnis der Leistung der aktuellen Temperaturstrahlung zum gleichen Indikator des absolut schwarzen Referenzkörpers.

HINWEIS. Bei matten Materialien ist der Emissionsgrad 0,9-0,95. Aus diesem Grund werden für diesen Wert mehr Geräte ausgewählt.Das Ergebnis weicht beispielsweise bei der Messung des Erwärmungsgrades der Oberfläche von glänzendem Aluminium deutlich vom tatsächlichen ab.

Für genauere Messungen sind viele Modelle mit einem Laserpointer ausgestattet. In diesem Fall befindet sich der Lichtstrahl nicht in der Mitte, sondern zeigt die optimale Begrenzung des Messbereichs an.

Vorteile und Nachteile

Wie jedes andere Gerät hat auch das Pyrometer seine Vor- und Nachteile. Ihr Vorhandensein erklärt sich aus den Nuancen des Geräts und den Nutzungsbedingungen.

Vorteile

• Mobilität, geringe Größe und sehr einfaches Design;
• Erschwingliche niedrige Kosten aufgrund der Verwendung einer minimalen Anzahl von Elementen im Design;
• Hohe Zuverlässigkeit;
• Ausreichend großer Messbereich.

Minuspunkte

• Direkte Abhängigkeit der Pyrometer-Messwerte von der Emissionsfähigkeit des Untersuchungsobjekts;
• Die Genauigkeit der Messergebnisse kann aufgrund der Besonderheit des physikalischen Zustands der Oberfläche des Objekts geringer sein;
• Die Funktion zur Änderung der Indikatoren und Feststellung des Fehlers ist nur bei den neuesten Instrumenten vorgesehen;
• Die Entfernung spielt eine große Rolle bei der Messgenauigkeit.

Die beliebtesten Modelle

EOP-66

Das Pyrometer EOP-66 wird bei der Durchführung von wissenschaftlichen und Laboruntersuchungen eingesetzt. Es wurde entwickelt, um die Parameter von Oberflächen von Objekten bei Temperaturen von +900 bis +10000 ° C zu messen,

Dieses stationäre Modell ist mit einem Teleskop ausgestattet, das aus einem Objektiv- und einem Okularmikroskop besteht. Das zweilinsige Objektiv kann bis zu einer Entfernung von 25,4 cm fokussieren und hat eine optische Auflösung von 3:1. Bitte beachten Sie: Das Teleskop dieses Geräts ist auf der Basis befestigt und bewegt sich reibungslos in einer horizontalen Ebene.

Kelvin X 4-20

Dies ist ein hochpräzises Pyrometer, das einen universellen Bereich zur Bestimmung von Temperaturindikatoren hat: von -50 bis +350 ° C, eine sehr hohe Aktionsgeschwindigkeit - 0,2 s. Der Einsatz des Werkzeugs ist im Bereich von 8-14 µm vorgesehen.

Dieses Pyrometer vereint die Fähigkeiten mobiler und stationärer Geräte. Dies liegt an den kompakten Abmessungen (17x17x22 cm) und dem Vorhandensein einer Montagebuchse zur Montage des M12-Objektivs. Der Hersteller garantiert absolut Wasser- und Staubbeständigkeit. Somit kann das vorgestellte Modell des Pyrometers in komplexen Fertigungs- und Bauindustrien eingesetzt werden.

S-700 "Standard"

Diese berührungslose Vorrichtung wird beispielsweise bevorzugt im Bauwesen oder in der Metallurgie eingesetzt. Er dient als Infrarotdetektor zur Bestimmung des Erwärmungsgrades der Oberflächen von losen und festen Gegenständen sowie von geschmolzenen und fließenden Materialien.

Der Temperaturbereich reicht von +700 bis +2200 °C, was typisch für Hochtemperaturgeräte ist. Die Erweiterung der Interaktionsmöglichkeiten mit externen Medien wird durch zwei Optionen für die Ausgabeschnittstelle erreicht: analoge Ausgabe 4 - 20mA oder digital RS-485.

HINWEIS. Es ist möglich, ein optisches Pyrometer zu einem sehr günstigen Preis zu erwerben: Die Mindestkosten für ein solches Gerät betragen 6.000 Rubel, die Höchstkosten 30.000 Rubel.

Wie misst man die Temperatur mit einem Pyrometer?

Nach dem Kauf des Geräts müssen Sie die Anweisungen dazu sorgfältig studieren.Trotz der sehr einfachen Voraussetzungen für den Betrieb kann leichtsinniges Handeln zu erheblichen Verfälschungen der Temperaturwerte führen. Der Ablauf zur korrekten Temperaturmessung mit einem Pyrometer ist wie folgt:

• Schalten Sie das Pyrometergerät ein;
• Bestimmen Sie das Material, aus dem das Objekt besteht (z. B. Stahl oder Kupfer);
• Geben Sie dann je nach Instrumentenmodell den Emissionsgrad als Edit auf dem Display ein;
• Richten Sie den Infrarot-Pyrometerstrahl auf die zu messende Oberfläche;
• Definieren Sie die Grenze des Messflecks mit dem Laserpointer.

Mit dieser Messreihenfolge erhalten Sie Ergebnisse, die der tatsächlichen Temperatur am nächsten kommen.

Das Pyrometer ist in seiner Funktionalität ein universelles und unverzichtbares Gerät. Nachdem Sie die Nuancen seiner Funktionsweise verstanden haben, kann es sowohl im beruflichen Bereich als auch im Alltag problemlos eingesetzt werden.

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