Mérése hőmérséklet mozgó testek, optikai pirometriával - meteorológiai érzékelők
Hőmérséklet mérés mozgó testek
Ha a mérést a külső felület hőmérséklete a leghatékonyabb módszer az optikai pirometriával. Amikor meg kell mérni a hőmérséklet a mozgó test, egy érzékelőt elhelyezve a mérési pontban, majd a legnagyobb nehézséget az információs átviteli folyamat a stacionárius mérőáramkör. Ön tud nyújtani néhány megoldás erre a problémára.
1. Csúszó kapcsolatok esetében forgó alkatrészeket. Ezek a veszéllyel jár bevezetésének a mérési lánc variábilis ellenállások parazita e. d. a. termoelektromos természet és a zaj.
2. A forgó transzformátort. Primer tekercs - induktor - kerül a forgó rész és csatlakozik egy hőelem; átfolyó áram függ a hőmérséklet mérésére és hivatkozás csomópontok. A szekunder tekercse, amely rögzített, rögzítenek, amelyből a kapocsfeszültség eltávolítjuk, attól függően, hogy az EMF Seebeck hőelem forgó tekercs.
3. A passzív induktív csatolás. Mozgó a hozott tételek az áramkör tartalmaz egy tekercset sorba kapcsolt ellenállás hőmérővel, például egy termisztor. Ez a tekercs periodikusan között halad két helyhez kötött tekercsek - továbbítására táplált generátor és a vevő, csatlakozik a mérőegység (2.3 ábra.). Minél magasabb a hőmérséklet, annál kisebb az ellenállás a termisztor és a több jelgyengülés érzékelt vevőtekercs. A módszer előnye a könnyű mozgó elemek, amely biztosítja a megbízhatóságot és a stabilitást.
Ábra. 2.3. Hőmérséklet mérés a mozgó objektum passzív induktív csatolás.
1 - termisztor; 2 --katushka gerjesztés; 3 - felvevő orsó.
Példa metrológiai jellemzőkkel. Példaként, egy eszközt a mérési és a vizuális regisztrációs rúd felfekvési test hőmérsékletét passzív induktív csatolás (cég M. C. R.). Ez a következő metrológiai jellemzők: mérési hőmérséklet-tartomány 75-125 ° C; szögletes-sebesség 60h 1200ob / perc; A forgásirány - bármely; befolyása változás a szögsebesség - jelentéktelen; hiba ± 2 ° C; A beállási idő 20-30 másodperc.
optikai pirométer
meteorológiai hőmérséklet páratartalom-érzékelő
Optikai pirometriával - egy hőmérséklet-mérési módszerrel kapcsolat alapján között fennálló testhőmérsékletet és az optikai sugárzás (infravörös vagy látható), amely által kibocsátott e szerv. Érzékelők érzékelő ezt a sugárzást, ezért, az optikai érzékelők, fotoelektromos vagy hő. Tekintettel azonban arra, hogy fontos az optikai pirométer ipari alkalmazásokhoz, itt jelen röviden fizikai elvek az alkalmazott módszer és a mérési eljárás. Az előnye, hogy az optikai pirometriával, hogy lehetővé teszi, hogy meghatározza a hőmérsékletet egy tárgy nélküli kapcsolatot. Így, optikai pirometriával eljárások különösen alkalmas, ha a kísérleti körülmények nem teszik lehetővé, hogy használja a klasszikus termometriás érzékelők. Az ilyen állapotok közé:
-- nagyon agresszív környezetben (vegyipar);
-- anyagok, rosszul hővezető (műanyag, üveg, fa);
-- mozog a test (például, a lemezanyag a hengermű).
Amikor a hőmérséklet a vizsgálati tárgy nem egységes, az optikai pirometriával lehetővé teszi, hogy megkapjuk a hőmérséklet-eloszlás térkép (termográfia).
Minden test spontán és folyamatosan bocsát ki elektromágneses sugárzást, az energia eloszlása a folyamatos spektruma a hőmérséklet függvényében - a hősugárzás. A sugárzás az eredménye a termikus gerjesztés által okozott sugárzásos átmenetek atomok és molekulák. A törvények kibocsátása ennek a sugárzásnak van beállítva a tökéletes kibocsátó - fekete test elnyeli az összes beeső sugárzás rajta; hősugárzás egy igazi test, attól függően, hogy az abszorpciós együttható többé-kevésbé közel a sugárzás feketetest.
A törvények termikus feketetest-sugárzás. Spektrális besugárzott sűrűségű El, n- a kisugárzott egységnyi félgömb alakú felülete a radiátor hullámhosszon L egység intervallum hullámhosszak középpontú l. Besugárzott felületi En-- a teljes sugárzási teljesítmény kibocsátott a félgömb egy egységnyi felületre a radiátor:
Egy alapvető jog hősugárzás meghatározza Planck spektrális sűrűség energiaforrás luminancia, ami egy fekete test, a hullámhosszának függvényében az L és az abszolút hőmérséklet T a forrás:
ahol c1 = 2rhc2 és c2 = hc / k; h = 6,6261 · 10-34 W · S2 - Planck állandó; c # 63; 2,998 × 108 ms-1-- a fény sebessége; k = 1,38066 · 10-23 W · s · K-1 - a Boltzmann állandó; értékek c1 és c2 a SI-rendszer c1 = 3,7418 · W · 10-16 m2, c2 = 1,4388 · 10-2 m · K.
A gyakorlatban gyakran használják a Stefan - Boltzmann állandó, amelyet úgy kapunk, integráló Planck törvénye, és megadja az integrál fényerejű energiaforrás az abszolút hőmérséklet T:
ahol - Stefan - Boltzmann állandó, amely általános képlete y = 2r5k4 / 15c2h3, és ezért numerikusan egyenlő y = 5,67 × 10-12 Watt · cm-2 · K-4. Azt találtuk, hogy több mint 90% -át a teljes kibocsátott energia közötti tartományban L max / 2 és 5 lmaks
A teljes sugárzási pyrométert. A teljes spektrum hősugárzás a tárgy (a gyakorlatban - a fő rész) egy vevő fogadja a széles sávban, mellyel a hősugárzás vevő.
Keskeny sávú (monokromatikus) pirométer. Néhány a hőt a tárgy spektrum központú hullámhosszon sugárzást, és szélessége n0 érdekében, által kiosztott optikai szűrő, és megkapta a fotoelektromos érzékelő spektrális érzékenységi egyeztetett a hullámhossz lo. Elektromos sel kimeneti jel a vevő, írja le
Pirométer eltűnésük izzólámpa vagy monokromatikus pirométerrel (n0 = 0,65 mikron). Kép volfrám izzószálas lámpa szuperponálódik a kép a tárgy. Jelenlegi Ha, a fűtési izzószál kialakítani, amely a fényerőt egyenlő fényessége a tárgy; és mind a képek összevontuk. Előzetes kalibrálása a fekete test modell (Ha = f (t)), hogy meghatározzuk a emissziós a tárgy és hogy megkapja a hőmérséklet értéke.
Biochromatic pirométer (pirométer spektrális arány). Ez a hőmérő lehet tekinteni, mint a kettős monokromatikus pirométerrel hasznosító két szomszédos hő sugárzási tartományban, amely középpontja az alábbi hullámhosszaknál L1 és L2 azonos spektrális sávszélességű.
Összhangban a kifejezés a szenzor jel esetén monokróm pyrométert mi lesz ebben az esetben az együttes középpontja n1
és középre a tartomány: