Nhiệt kế không tiếp xúc được sắp xếp và làm việc như thế nào?

Nhiệt kế không tiếp xúc hoặc nhiệt kế kế là thiết bị thuận tiện để đo nhiệt độ từ xa của các vật thể, chất lỏng hoặc chất rắn khác nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành điện để kiểm soát vận hành nhiệt độ của các khu vực quan trọng, trong ngành điện để đảm bảo an toàn cháy nổ, trong điều kiện phòng thí nghiệm, trong các doanh nghiệp, trong xây dựng để tính toán tổn thất nhiệt, trong cuộc sống hàng ngày, trong các hệ thống an ninh, và nhiều hơn nữa.

Thiết bị đầu tiên như vậy được phát minh trở lại vào năm 1731 bởi nhà vật lý người Hà Lan Peter van Mushenbrook, và các phép đo được thực hiện một cách trực quan, có thể đánh giá nhiệt độ của một cơ thể nóng đỏ. Nhưng các loại nhiệt kế hiện đại đã mở rộng đáng kể lĩnh vực ứng dụng của chúng và thậm chí có thể đo được nhiệt độ gần bằng 0 độ C. và bên dưới. Tuy nhiên, nguyên tắc nói chung vẫn giống nhau - sức mạnh của bức xạ nhiệt phát ra từ vật thể được đo và kết luận về nhiệt độ của nó được rút ra từ điều này. Các phép đo được thực hiện trong phạm vi phổ hồng ngoại và khả kiến.

Năm 1967, công ty Wahl của Mỹ đã giới thiệu máy đo nhiệt kế cầm tay đầu tiên, vì vào những năm 60, những khám phá khoa học quan trọng nhất đã được thực hiện, tạo nền tảng cho sự phát triển của pyromet công nghiệp với các đặc tính đủ cao với kích thước nhỏ. Nguyên lý dựa trên việc xây dựng các vĩ tuyến so sánh, sử dụng máy thu hồng ngoại có khả năng xác định lượng năng lượng nhiệt phát ra từ vật thể, đã mở rộng đáng kể phạm vi đo nhiệt độ cho cả vật thể lỏng và rắn.

Hiện tại, pyromet rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi để đo không tiếp xúc ở khoảng cách nhiệt độ của vật thể trong cuộc sống hàng ngày, trong lĩnh vực nhà ở và tiện ích, trong các doanh nghiệp, bất cứ nơi nào cần kiểm soát nhiệt độ của các quá trình khác nhau ở các giai đoạn sản xuất và trong quá trình vận hành nhiều thiết bị. Nhiệt kế giúp đo nhiệt độ của cơ thể nóng một cách an toàn mà không cần phải tiếp xúc với vật lý.

Pyromet là quang học, bức xạ và màu sắc. Những cái đầu tiên cho phép so sánh trực quan màu sắc của cơ thể được làm nóng với màu của sợi tham chiếu, và do đó xác định nhiệt độ của nó. Bức xạ tính toán lại sức mạnh của bức xạ nhiệt và có thể đo được một phạm vi nhiệt độ khá rộng. Màu sắc so sánh bức xạ nhiệt của vật thể trong các quang phổ khác nhau, và sau đó tính toán nhiệt độ của nó, các nhiệt kế này cũng có phạm vi đo rộng.

Tất cả các pyromet cũng có thể được chia thành nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Nhiệt độ thấp thậm chí cho phép bạn đo nhiệt độ dưới 0 và nhiệt độ cao có giới hạn đo cao hơn.

Theo loại thực thi, pyromet khác nhau ở di động và đứng yên. Loại thứ hai được sử dụng trong các doanh nghiệp công nghiệp lớn để kiểm soát rất chính xác và liên tục quá trình công nghệ, ví dụ, trong sản xuất nhựa nóng chảy và kim loại. Nhiệt kế cầm tay rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày và là nhiệt kế cầm tay trong các ngành công nghiệp khác nhau, chúng trình bày rõ ràng thông tin về nhiệt độ trên màn hình dưới dạng văn bản hoặc đồ họa.

Thiết bị và hoạt động của một pyrometer hồng ngoại hiện đại có thể được mô tả như sau. Tia nhiệt mà thiết bị nhận được được tập trung bởi hệ thống quang học, và sau đó rơi vào cảm biến nhiệt độ (đây là đầu dò pyrometric chính), tín hiệu điện thu được ở đầu ra của đầu dò pyrometric, giá trị của nó tỷ lệ thuận với giá trị nhiệt độ của đối tượng nghiên cứu. Tín hiệu nhận được từ cảm biến sau đó đi qua đầu dò điện tử (đây là đầu dò pyrometric thứ cấp), và đi vào thiết bị đo và tính toán và được xử lý trong đó. Kết quả tính toán được hiển thị trên màn hình, trong các mô hình phổ biến nhất - dưới dạng số.

Vì vậy, để có được giá trị chính xác của nhiệt độ bề mặt của đối tượng nghiên cứu, người dùng chỉ cần bật thiết bị, hướng nó vào đối tượng nghiên cứu và nhấn nút bắt đầu. Kết quả đo sẽ được hiển thị trên màn hình dưới dạng số hoặc đồ họa dưới dạng hình ảnh nhiều màu, trong đó các khu vực có nhiệt độ thấp, trung bình và cao sẽ được tô sáng bằng các màu khác nhau.

Đặc tính kỹ thuật chính của pyromet:

• độ phân giải quang học (các mẫu có độ phân giải 2: 1 đến 600: 1 có sẵn);

• phạm vi nhiệt độ đo được (tối đa - từ -50 ° C đến + 4000 ° C);

• độ phân giải đo - giá trị điển hình là 0,1 ° C hoặc 1 ° C;

• độ chính xác đo (tối ưu là ± 1,5%);

• tốc độ (nhiệt kế hiện đại yêu cầu không quá 1 giây);

• độ phát xạ - có thể được tùy chỉnh hoặc cố định;

• phương pháp nhắm mục tiêu - chỉ định laser hoặc hướng dẫn quang học.

Các thông số quan trọng nhất của nhiệt kế kế là cài đặt mức độ đen của vật thể và độ phân giải quang học (chỉ thị thị giác) của thiết bị. Độ phân giải quang học của pyrometer được đặc trưng bởi tỷ lệ khoảng cách từ pyrometer đến bề mặt của cơ thể với đường kính của một điểm tròn trên bề mặt của cơ thể (diện tích đo nhiệt độ chính xác được giới hạn bởi điểm này), nhiệt độ được đo.

Vì vậy, nếu các phép đo nhiệt độ được yêu cầu từ một khoảng cách ngắn, thì sử dụng nhiệt kế có độ phân giải nhỏ, ví dụ 4: 1, và nếu các phép đo được lên kế hoạch từ một vài mét, độ phân giải phải lớn hơn để các vật thể lạ không rơi vào trường nhìn của thiết bị. Thông thường, pyromet được trang bị một con trỏ laser để chỉ chính xác hơn thiết bị vào đối tượng nghiên cứu.

Mức độ màu đen hoặc độ phát xạ của vật liệu đặc trưng cho độ phản xạ của chính vật liệu, nhiệt độ được đo từ xa bằng nhiệt kế. Đối với một nhiệt kế hồng ngoại, là nhiệt kế phổ biến hiện nay, chỉ báo này cực kỳ quan trọng. Nó xác định tỷ lệ năng lượng phát ra từ bề mặt khảo sát so với năng lượng phát ra từ một vật thể đen hoàn toàn ở cùng nhiệt độ và giá trị của tham số này nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Do đó, thép bị oxy hóa có độ đen 0,85 và được đánh bóng - 0,075.

Trên nhiều trang web giao dịch trực tuyến và trong các cửa hàng điện tử, pyromet định hướng bằng laser di động được đại diện rộng rãi ngày nay, rất phù hợp cho nhu cầu gia đình, cũng như nhiệt kế y tế đặc biệt để thay thế nhiệt kế thủy ngân. Đối với các mục đích công nghiệp, sử dụng pyromet chính xác hơn và đắt tiền hơn, trong số những thứ khác, phương tiện phụ trợ để truyền thông tin và khả năng kết nối với máy tính và các thiết bị đặc biệt.

Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ - Nhiệt điện trở