Бесконтактные методы определения температуры и температурочувствительного состояния

Работа электротехнического оборудования независимо от его мощности неизбежно сопровождается выделением тепла. Это обусловлено теми физическими процессами, которые протекают в проводниках и деталях устройства. Если оборудование работает исправно, оно выделяет стабильное количество тепла, которое утилизируется штатными средствами охлаждения. Повышение температуры сигнализирует о наличии поломки, которая может привести к выходу из строя электрооборудования.

Плохой контакт – распространенная причина перегрева элементов электротехнического оборудования. Поэтому важно своевременно определить место нагрева для принятия соответствующих мер. Однако сделать это путем физического контакта на работающем электрооборудовании не всегда возможно. В особенности опасно обслуживание высоковольтных систем, где существует высокий риск поражения током.

Бесконтактное измерение – единственный безопасный способ определения температуры электрооборудования, его отдельных частей, мест соединения контактов.

Какие преимущества бесконтактного измерения температуры перед традиционными методами?

Необходимость измерения температуры в критических зонах электрооборудования возникла вместе с разработкой и эксплуатацией мощных силовых систем, где этот параметр имеет критическое значение. До появления бесконтактных существовали другие методы измерения температурных показателей работающего оборудования:

• Ртутные термометры. Имеют высокую точность, но при условии, что вблизи места измерения нет мощных источников электромагнитного поля, которые провоцируют нагрев ртути.
• Манометрические термометры. Основой прибора выступает баллончик, заполненный чувствительным к изменению температуры метилом. По мере изменения температурных показателей контролируемого прибора, вещество сжимается/расширяется, тем самым оказывая механическое воздействие на стрелку шкалы.
• Терморезисторы. Принцип работы основан на способности терморезисторов быстро реагировать на изменение температуры окружающей среды путем увеличения или понижения собственного сопротивления току.
• Термопары. В основе этих термометров – зависимость электродвижущей силы от температуры между проводниками. Измерения осуществляются с помощью потенциометра постоянного тока.

Несмотря на высокую точность измерений и возможность подключения подобных приборов к оборудованию КИПиА, они имеют недостатки. Большинство из представленных решений (кроме терморезисторных термометров) стационарны и требуют постоянного контроля. Кроме этого, невозможно выполнить юстировку или проверить работоспособность без необходимости отключения от сети контролируемого оборудования.

Бесконтактные измерители температуры электрооборудования лишены подобных минусов. Эти приборы портативны, могут использоваться персоналом на разных объектах, а их обслуживание не зависит от работы измеряемого электрооборудования.

Какие особенности бесконтактного измерения температуры?

Выделение тепловой энергии объектом – результат ускорения движения молекул и атомов, из которых он состоит. Именно эти процессы провоцируют возникновение теплового электромагнитного (инфракрасного) излучения. Чем выше температура тела, тем интенсивнее будет распространение волн. Именно на улавливании этих электромагнитных излучений основано бесконтактное измерение температуры.

Для получения достоверных значений датчик должен быть настроен на прием волны только определенной длины. В идеале, он должен улавливать колебания в диапазоне 0,5-20 мкм.

Также для получения достоверных измерений нужно учитывать эти моменты:

• исследуемый элемент или оборудование в целом должно быть в зоне прямой видимости;
• пыль, пар в помещении, как и загрязнения на самом объективе измерительного прибора снижают точность полученных значений температуры;
• структура поверхности, а также цвет объекта, оказывают влияние на интенсивность выделения инфракрасного излучения.

Какой принцип работы и устройство пирометра?

Пирометр улавливает тепловое излучение и в зависимости от его интенсивности выдает определенное значение температуры объекта. По принципу работы эти приборы бывают:

• Радиационные. Осуществляют расчет мощности улавливаемого теплового электромагнитного излучения и на основании этого выдают значение температуры.
• Цветовые. Определение температурных показателей выполняется на основании сравнения в разных спектрах получаемого инфракрасного излучения с измеряемого оборудования.
• Оптические. Выполняют сравнение цвета объекта с эталонной нитью. В зависимости от разницы оттенков определяется температура.

Все типы пирометров зависимы от оптики, которая в них установлена. Она имеет определенный угол обзора, разный у каждого прибора, оказывающий непосредственное влияние на то, с какого расстояние нужно вести измерение температуры. Поэтому во многих моделях пирометров применяются лазерные целеуказатели, облегчающие выбор оптимальной отдаленности к электрооборудованию.

Как устроен и какие функции тепловизора?

Принцип работы тепловизоров похож на пирометры, но ввиду того, что он не просто измеряет температуру, а визуализирует степень нагрева исследуемого оборудования на экране, его устройство более сложное. Установленная в приборе оптика фокусирует инфракрасное излучение на матрицу (датчик), состоящую из огромного количества отдельных пикселей и имеющую определенное расширение. Каждый чувствительный элемент преобразовывает в электрический импульс свою часть приходящего с линзы теплового излучения.

Обработкой данных, полученных с матрицы, занимается процессор тепловизора. Вывод результатов осуществляется на дисплей прибора в виде цветного изображения температуры объекта. Рядом с картинкой располагается шкала, где каждому оттенку присваивается свое температурное значение.

В зависимости от конкретной модели, тепловизоры имеют следующие дополнительные функции:

• Температурный экстремум. Кроме визуализации, прибор может демонстрировать в цифровом выражении точки с максимальным/минимальным значением температуры.
• Видимый спектр излучений. Для реализации этой опции в тепловизоре встроена обычная фотокамера, которая делает фотоснимки параллельно тем, что в ИК диапазоне.
• Сохранение и передача данных. Для хранения снимков в тепловизорах используется съемная карта памяти, что позволяет выполнить обработку полученных изображений с компьютера. Некоторые модели оборудованы Wi-Fi модулем для беспроводной передачи информации.

При обслуживании электрооборудования тепловизор оказывает неоценимую помощь. Он позволяет обнаружить потенциальные неисправности до того, как случится авария. Тем самым сокращается время простоев, что является критически важным условием успешной работы предприятия.

Использование пирометров и тепловизоров для контроля за технологичным процессом

В технологических процессах экструдирования, а также на химических предприятиях, где для обогрева трубопроводов применяются хомутовые электрические нагреватели, большое значение имеет контроль заданных температурных параметров. Однако при надлежащем контакте между ТЭНой и оборудованием возможен перегрев отдельных обогреваемых участков. В результате нарушается технологический процесс, который приводит к возникновению брака готовой продукции.

При помощи тепловизора можно оперативно установить места плохого контакта и своевременного его устранить путем затяжки элементов крепления. Также прибор позволяет выполнять контроль производства в реальном времени. Например, измерять фактическую температуру пластиковых масс на разных стадиях экструдирования и вносить соответствующие настройки в работу оборудования.

Как использовать побежалость металла при контроле температуры электрооборудования?

Во время нагрева и при условии отсутствия влаги на поверхности металла возникает оксидная пленка. В зависимости от степени прогрева она изменяет свой оттенок, что и является побежалостью. По ней можно определить, был ли перегрев детали и какое его приблизительное значение.

Стоит отметить, что степень побежалости у разных металлов и сплавов отличается. Чтобы установить конкретное значение, необходимо обратиться к справочнику. Например, при нагреве детали из нержавеющей стали до 100 градусов Цельсия на ее поверхности появляются радужные полосы.

Этот метод определения перегрева компонентов электрооборудования является приблизительным и не может быть использован для постоянного контроля. Для этого лучше подойдет пирометр или тепловизор.

Бесконтактные средства измерения температуры

В настоящее время наряду с контактными средствами измерения все более широкое применение в промышленности находят средства бесконтактного измерения температуры — пирометры и тепловизоры.

Пирометр
— это средство измерения температуры по тепловому излучению объекта, предназначенное для отображения значения температуры на индикаторе прибора или преобразования в аналоговый или цифровой сигнал. Пирометры способны измерять температуру круговой зоны, ограниченной полем зрения прибора и усредняют температуру в пределах данной зоны. Зона видимости пирометра зависит от расстояния до объекта и от оптического разрешения пирометра, таким образом варьируя эти два параметра, с помощью пирометра можно измерять как температуру тонкой проволоки, так и среднюю температуру поверхности кузова автомобиля перед покраской.

Тепловизор
— это средство измерения температуры по тепловому излучению объекта, предназначенное для определения значения температуры и преобразования её в визуальную картину распределения тепловых полей по поверхности объекта. Тепловизор позволяет получить обобщенную информацию — тепловую картину некоторой области и конкретное значение температуры интересуемого объекта, размер которого равен или больше размера элементарной ячейки поля зрения тепловизора.

С 2000 года для тех приложений, где применение контактных датчиков температуры серии Метран-200 затруднительно или невозможно, ПГ «Метран» предлагает бесконтактные средства измерения температуры производства фирмы Raytek (Германия). Компания Raytek, одна из ведущих фирм мира, специализирующихся на разработке и изготовлении приборов для бесконтактного измерения температуры. В будущем ПГ «Метран» планируется совместное с компанией Raytek производство бесконтактных средств измерения температуры на собственной производственной базе.

Применение бесконтактных средств измерений позволяет производить измерения температуры движущихся объектов; объектов, расположенных в труднодоступных местах; избегать повреждений средства измерения при контроле высоких температур; предотвращать возможные загрязнения и повреждения измеряемого объекта, при измерении температуры объекта, целостность или стерильность которого нельзя нарушать. В случае, когда необходимо измерить температуру микроскопических объектов, теплоемкость которых мала, бесконтакный способ измерения позволяет избежать искажений температуры объекта, вносимых контактным средством. Неоспоримыми преимуществами бесконтактных средств измерения температуры перед контактными являются следующие:
• высокое быстродействие (до 1 мс) — необходимо в случае измерения температуры быстропротекающих процессов;
• возможность измерения температуры объекта без его отключения от технологического процесса — обнаружение точек перегрева, которые возникают только во время работы объекта;
• обеспечение безопасности персонала, проводящего измерение температуры объектов, находящихся под напряжением, так как работы производятся на расстоянии и не требуют отключения электроэнергии.

Существует ряд технологических процессов, когда применение контактных датчиков невозможно, в таких случаях применение пирометров — это единственно возможный способ контроля температуры. В случае, когда, например, необходимо замерить температуру от 1800 °С до 3000 °С, контактные средства измерения применить невозможно, но бесконтактные приборы легко решают эту задачу.

Функциональные возможности пирометров позволяют, кроме текущего значения температуры, фиксировать максимальную, минимальную температуру объекта, их разницу, а также среднюю температуру за промежуток времени. Наличие цифрового интерфейса у пирометров (RS-232, RS-485, Hart-протокол) позволяет перенастраивать прибор и контролировать значение измеряемой температуры непосредственно с персонального компьютера. Специальное программное обеспечение пирометров позволяет создавать отчеты в виде графиков и формировать базы данных.

Пирометры и тепловизоры имеют перед контактными датчиками температуры, как ряд преимуществ, так и некоторые недостатки — зависимость показаний от расстояния до измеряемого объекта, от отражательных свойств измеряемой поверхности, от излучения прямо не попадающих в поле зрения пирометра областей измеряемого объекта. Для того чтобы выбрать способ измерения, нужно оценить все за и против.

ПГ «Метран» предлагает сегодня большой выбор портативных переносных и стационарных пирометров для различных применений, а также доступный по цене тепловизор. Предлагаемые приборы имеют сертификаты России, Украины и Белорусии, руководства по эксплуатации и методики поверки на русском языке. ПГ «Метран» обеспечивает квалифицированную техническую поддержку, сервисное обслуживание продукции, предлагает услуги по ремонту, периодической поверке и калибровке.

Переносные пирометры измеряют температуру в диапазоне от -30°С до 3000°С с погрешностью до 0,75% от измеряемой величины, могут запоминать до 100 значений температуры, передавать данные измерений по цифровому выходу на персональный компьютер.

Стационарные пирометры измеряют температуру от -40°С до 3000°С с погрешностью до 0,3% от измеряемой величины, имеют оптическое разрешение до 300:1, время отклика до 1 мс и выходные сигналы — термопары типа J/K/E/N/T/R/S, 0-5 В, 4-20 мА, интерфейсы RS-485 или RS-232, механическое реле.

Тепловизор имеет следующие технические характеристики:
• неохлаждаемая микроболометрическая матрица 160 x 120 ячеек;
• диапазон измеряемых температур от 0 оС до 250 оС;
• спектральный диапазон 7-14 мкм;
• ЖКИ дисплей с тремя градациями яркости изображения для разных условий работы;
• оптическое разрешение 90:1, минимальное расстояние до объекта измерения 60 см;
• лазерный прицел — указатель центра зоны съемки;
• память до 100 снимков и данных;
• время непрерывной работы без перезарядки — 5 часов;
• связь с персональным компьютером по USB-порту.

Все эти приборы специально разработаны и откалиброваны для решения проблем измерения температуры в промышленности. В настоящее время бесконтактный метод измерения температуры широко востребован в энергетике. Он применяется для диагностики электрооборудования под напряжением, для технического обслуживания энергооборудования. С помощью пирометров и тепловизоров можно быстро и безопасно контролировать температуру электрических двигателей, корпусов трансформаторов, кожухов шинопроводов, оборудования электрических подстанций, обнаруживать осушенные участки высоковольтных кабельных линий, котролировать температуру электроизоляторов. В жилищно-коммунальном хозяйстве с помощью пирометров и тепловизоров производят контроль температуры труб подачи и забора воздуха, измеряют температуру теплотрасс, определяют места утечек тепла, проводят инспекцию кровли. Бесконтактный метод измерения температуры позволяет сократить время проведения измерений и обезопасить персонал, продлить срок службы средства измерения и расширить диапазон измеряемых температур. Дешевизна бесконтактного метода контроля температуры, его оперативность и доступность позволяют использовать пирометры и тепловизоры практически на любом предприятии.

Благодаря своей простоте в работе, широкому диапазону измеряемых температур, малому времени отклика, отсутствию необходимости контактировать с объектом, своим функциональным возможностям бесконтактные средства измерения температуры находят широкое применение не только там, где это единственно возможное средство измерения, но и постепенно начинают вытеснять контактные датчики температуры.

• Сингапур: Россия приглашает Сингапур участвовать в проектах в топливно-энергетической Сфере
• Системы информационного обеспечения для ОАО «Кольская АЭС»
• Бесконтактные средства измерения температуры
• В июне состоится презентация форума «Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы. Двигатели»
• «Ход конем» Анатолия Чубайса

Смотрите и читайте нас в

• Новости энергетики
• Газета
• Интервью
• Выставки
• Видео
• Библиотека
• Контакты

Электростанция,
Изолятор
,
Кабель,
Напряжение
,
Подстанции,
Трансформаторы,
Электроэнергия
,
Энергия
,
Энергооборудование
,
Кабельная арматура,
Провод,
СРО,

Понятие температуры как параметра, подлежащего контролю, устройства её измерения, температурные шкалы. Ключевые характеристики, основные свойства, преимущества и недостатки контактного, бесконтактного и люминесцентного методов измерения температуры.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Таджикистан Министерство промышленности и новых технологий Республики Таджикистан

Технологический Университет Таджикистана кафедра физики, энергетический менеджмент и инженерные дисциплины

По предмету «Теплоэнергетические оборудования и измерения»

На тему «Бесконтактные методы измерения температуры»

Принял: и. о. доц.

к. т. н. Хушвактов А.А,

температура шкала люминесцентный

Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа различных технологических агрегатов требует применения современных методов и средств измерения величин, характеризующих ход производственного процесса и состояние оборудования.

Основными параметрами (величинами), которые необходимо контролировать при работе агрегатов, является температура различных сред; расход, давление, состав газов и жидкостей; состав металлов; геометрические размеры проката. Автоматическими приборами измеряется температура: в рабочих пространствах металлургических печей, выплавляемого и нагреваемого металла, элементов огнеупорной кладки, конструкции регенераторов и рекуператоров, а так же продуктов сгорания топлива.

Температура является одним из важнейших параметров технологических процессов. Она обладает некоторыми принципиальными особенностями, что обусловливает необходимость применения большого количества методов и технических средств для ее измерения.

1. Понятие о температуре и об устройствах измерения температур

Температурой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Температура может быть определена как параметр теплового состояния. Значение этого параметра обусловливается средней кинетической энергией поступательного движения молекул данного тела. При соприкосновении двух тел, например газообразных, переход тепла от одного тела к другому будет происходить до тех пор, пока значения средней кинетической энергии поступательного движения молекул этих тел не будут равны. С изменением средней кинетической энергии движения молекул тела изменяется степень его нагретости, а вместе с тем изменяются также физические свойства тела. При данной температуре кинетическая энергия каждой отдельной молекулы тела может значительно отличаться от его средней кинетической энергии. Поэтому понятие температуры является статистическим и применимо только к телу, состоящему из достаточно большого числа молекул; в применении к отдельной молекуле оно бессмысленно.

К пространству со значительно разреженной материей статистические законы неприменимы. Температура в этом случае определяется мощностью потоков лучистой энергии, пронизывающей тело, и равна температуре абсолютно черного тела с такой же мощностью излучения. Известно, что с развитием науки и техники понятие «температура» расширяется.

Возможность измерять температуру термометром основывается на явлении теплового обмена между телами с различной степенью нагретости и на изменении термометрических (физических) свойств веществ при нагревании. Следовательно, для создания термометра и построения температурной шкалы, казалось бы, возможно выбрать любое термометрическое свойство, характеризующее состояние того или иного вещества и на основании его изменений построить шкалу температур. Однако сделать такой выбор не так легко, так как термометрическое свойство должно однозначно изменяться с изменением температуры, не зависеть от других факторов и допускать возможность измерения его изменений сравнительно простым и удобным способом. В действительности нет ни одного термометрического свойства, которое бы в полной мере могло удовлетворить этим требованиям во всем интервале измеряемых температур.

2. Температурные шкалы

Первым устройством, созданным для измерения температуры, считают водяной термометр Галилея (1597 г.). Термометр Галилея не имел шкалы и был, по существу, лишь индикатором температуры. Полвека спустя, в 1641 г., неизвестным для нас автором был изготовлен термометр со шкалой, имеющей произвольные деления. Спустя еще полвека Ренальдини впервые предложил принять в качестве постоянных точек, характеризующих тепловое равновесие, точки плавления льда и кипения воды. При этом температурной шкалы еще не существовало. Первая температурная шкала была предложена и осуществлена Д.Г. Фаренгейтом (1724 г). Температурные шкалы устанавливались произвольным выбором нулевой и других постоянных точек и произвольным принятием интервала температуры в качестве единицы. Фаренгейт не был ученым. Он занимался изготовлением стеклянных приборов. Ему стало известно, что высота столба ртутного барометра зависит от температуры. Это навело его на мысль создать стеклянный ртутный термометр с градусной шкалой. В основу своей шкалы он положил три точки: 1 — «точка сильнейшего холода (абсолютный нуль)», получаемая при смешениях в определенных пропорциях воды, льда и нашатыря, и принятая им за нулевую отметку (по нашей современной шкале, равная примерно -17,8°С); 2- точка плавления льда, обозначенная им +32°, и 3 — нормальная температура человеческого тела, обозначенная +96° (по нашей шкале +35,6°С). Температура кипения воды первоначально не нормировалась и лишь позднее была установлена +212° (при нормальном атмосферном давлении).

Через несколько лет, в 1731 г. Р.А. Реомюр предложил использовать для стеклянных термометров спирт такой концентрации, который при температуре плавления льда заполнял бы объем в 1000 объемных единиц, а при температуре кипения расширялся бы до 1080 единиц. Соответственно температуру плавления льда Реомюр предложил первоначально обозначить 1000°, а кипения воды 10800 (позднее 0° и 80°).

В 1742 г. А. Цельсий, используя ртуть в стеклянных термометрах, обозначил точку плавления льда за 100°, а точку кипения воды за 0°. Такое обозначение оказалось неудобным и спустя 3 года Штремер (или возможно К. Линней) предложил изменить обозначения, принятые вначале Цельсием, на обратные. Был предложен и ряд других шкал. М. В. Ломоносов предложил жидкостный термометр со шкалой 150° в интервале от точки плавления льда до точки кипения воды.

3. Методы измерения температуры

Для определения значения температуры какого-либо тела необходимо выбрать эталон температуры, то есть тело, которое при определённых условиях, равновесных и достаточно легко воспроизводимых, имело бы определённое значение температуры. Это значение температуры является реперной точкой соответствующей шкалы температур — упорядоченной последовательности значений температуры, позволяющей количественно определять температуру того или иного тела. Температурная шкала позволяет косвенным образом определять температуру тела путем прямого измерения какого-либо его физического параметра, зависящего от температуры.

Наиболее часто при получении шкалы температур используются свойства вода. Точки таяния льда и кипения воды при нормальном атмосферном давлении выбраны в качестве реперных точек в современных (но не обязательно изначальных) температурных шкалах, предложенных Андерсом Цельсием (1701-1744), Рене Антуаном Фершо Реомюром (1683 — 1757), Даниэлем Габриэлем Фаренгейтом (1686-1736). Последний создал первые практически пригодные спиртовой и ртутный термометры, широко используемые до сих пор. Температурные шкалы Реомюра и Фаренгейта применяют в настоящее время в США, Великобритании и некоторых других странах.

Введенную в 1742 году температурную шкалу Цельсия, который предложил температурный интервал между температурами таяния льда и кипения воды при нормальном давлении (1 атм или 101 325 Па) разделить на сто равных частей (градусов Цельсия), широко используют и сегодня, правда в уточненном виде, когда один градус Цельсия считается равным одному кельвину. При этом температура таяния льда берется равной 0 °C, а температура кипения воды становится приблизительно равной 99,975 °C. Возникающие при этом поправки, как правило, не имеют существенного значения, так как большинство используемых спиртовых, ртутных и электронных термометров не обладают достаточной точностью (поскольку в этом обычно нет необходимости). Это позволяет не учитывать указанные, очень небольшие поправки.

4. Контактный метод измерения температуры

Существуют два основных способа для измерения температур — контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения температуры в недоступных вращающихся с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.

Газовый термометр постоянного объёма (рис. № 2) состоит из термометрического тела — порции газа, заключенной в сосуд, соединенный с помощью трубки с манометром. Измеряемая физическая величина (термометрический признак), обеспечивающая определение температуры, — давление газа при некотором фиксированном объёме. Постоянство объёма достигается тем, что вертикальным перемещением левой трубки уровень в правой трубке манометра доводится до одного и того же значения (опорной метки) и в этот момент производится измерения разности высот уровней жидкости в манометре. Учет различных поправок (например, теплового расширения стеклянных деталей термометра, адсорбции газа и т.д.) позволяет достичь точности измерения температуры газовым термометром постоянного объема, равной одной тысячной кельвина.

При высоких температурах (свыше 300°C) в капилляр накачивают азот (давление до 100 атм или 107 Па), чтобы воспрепятствовать кипению ртути. Применение в жидкостном термометре вместо ртути таллия позволяет существенно понизить нижнюю границу измерения температуры до -59 °C.

5. Бесконтактный метод измерения температуры

Бесконтактный способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объема. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры в большой степени зависят от воспроизведения условий градуировки при эксплуатации, а в противном случае появляются значительные погрешности. Устройство, служащее для измерения температуры путем преобразования ее значений в сигнал или показание, называется термометром (ГОСТ 13417-76).- это термоэлементы, включенные последовательно, которые используют известный Seebeck — эффект. Термоэлемент состоит из двух электропроводных материалов, которые расположены в виде проводящих дорожек и которые в одной точке (так называемой hot junction) контактируют друг с другом. Если за счет внешнего воздействия возникнет разница температур между точкой контакта (hot junction) и обеими открытыми концами (cold junction), то на обоих концах термоэлементов появится напряжение в несколько милливольт.

При бесконтактном способе измерения температуры повышение температуры точки «hot junction» вызывается за счет абсорбирования попадающего в эту точку инфракрасного излучения. Каждый объект излучает инфракрасный свет, причем энергия этого света повышается с повышением температуры объекта. Базируясь на этом эффекте Thermopile-модули измеряют излучаемую мощность и таким образом с высокой точностью определяют температуру объекта.

6. Люминесцентный метод измерения температуры

В основе люминесцентных методов измерения температуры лежит температурная зависимость интенсивности люминесцентного излучения некоторых люминофоров, которое находит применение в различных датчиках измерения температуры и термопокрытиях.

Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять многие характеристики лабораторных и промышленных объектов, в частности температуру. Не смотря на то, что их использование достаточно трудоемко, оно дает ряд преимуществ, использования подобных датчиков на практике: безындукционность (т.е. неподверженность влиянию электромагнитной индукции); малые размеры датчиков, эластичность, механическая прочность, высокая коррозийная стойкость и т.д.

Температура является одним из основных параметров, подлежащих контролю со стороны систем автоматического управления металлургическими процессами. В условиях агрессивных сред и высоких температур, наиболее подходящими для использования являются фотоэлектрические пирометры. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000°С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния температурного поля нагретого тела на измеритель, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Представленный в работе обзор люминесцентных методов измерения температуры по сравнению с контактными методами обладает теми же преимуществами, что и оптические методы. В то же время он является менее сложным при организации процесса изучения температуры и не менее точным по сравнению с другими оптическими методами. Кроме того, использование свойств люминесценции делает возможным разработку методов измерения температурных полей объектов сложной геометрической формы.

Из вышеприведенного обзора очевидна необходимость дальнейшей разработки и совершенствования технологий измерения температуры с использованием люминесцентных методов.

1. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы. / В.П. Преображенский — М.: Энергия, 1978. — С. 704

2. Чистяков, С.Ф., Радун Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. / С.Ф. Чистяков — М.: Высшая школа, 1972. — С. 392

3. Никоненко, В.А., Сильд Ю.А., Иванов И.А. Разработка системы метрологического обеспечения измерительных тепловизорных приборов. — Измерительная техника, № 4, 2004. — С. 48-51

4. Измерения в промышленности: Справ. Изд.

Размещено на Allbest.ru