لقياس درجة حرارة الأسطح المختلفة ، يتم استخدام أجهزة استشعار مختلفة ، بما في ذلك البيرومتر. إنه يعمل ببساطة وبسرعة. وما هو البيرومتر ، دعنا نكتشف ذلك.
محتوى
ما هو البيرومتر؟
يُطلق على الجهاز الهندسي الحديث لتحديد درجة حرارة أي جسم ، استنادًا إلى مستشعر الأشعة تحت الحمراء ، البيرومتر. هو معروف أيضًا باسم جهاز قياس الحرارة, مسجل بيانات درجة الحرارة, مقياس حرارة رقمى أو بندقية الأشعة تحت الحمراء. يعتمد تشغيل الجهاز على مبدأ تحديد قيمة درجة حرارة سطح الجسم بالحرارة الاشعاع الكهرومغناطيسي سطحه.يلتقط البيرومتر الأشعة تحت الحمراء غير المرئية ، ويحولها إلى درجات ، ويعرض النتيجة على الشاشة. تسمح طريقة عدم الاتصال والسريعة لفحص الأشياء الضرورية للمتخصصين بتجنب الإصابات المحتملة.
منطقة التطبيق
تم العثور على استخدام واسع النطاق للبيرومترات في تلك الصناعات حيث تم تركيب عدد كبير من أجهزة التدفئة. في مجال البناء وهندسة الطاقة الحرارية ، يتم استخدامها لحساب فقد الحرارة للهياكل ، بما في ذلك البيرومتر الذي يساعد على تحديد الأضرار التي تلحق بالعزل الحراري.
في الصناعة ، تتيح هذه الأجهزة تحليل درجة حرارة العمليات المختلفة عن بُعد. هذا ضروري ، على سبيل المثال ، في الهندسة الميكانيكية والمعادن والصناعات الأخرى.
لذلك ، يقوم الكهربائيون بفحص مستوى التدفئة نقاط اتصال الأسلاكويتحقق ميكانيكا السيارات من تسخين أجزاء الماكينة. تأتي البيرومترات لمساعدة العلماء أثناء تنفيذ الدراسات أو التجارب المختلفة: هذه هي الطريقة التي يحددون بها صحة مؤشرات درجة حرارة المواد والأجسام.
في الحياة اليومية ، يستخدم الناس مثل هذه الأجهزة لتحديد درجة حرارة الجسم ، والماء ، والغذاء ، وما إلى ذلك.
الأنواع والتصنيف
اعتمادًا على الميزة الوظيفية ، هناك العديد من تصنيفات البيرومترات.
حسب الطريقة الأساسية المستخدمة في العمل:
- الأشعة تحت الحمراء.
- بصري.
تنقسم البيرومترات البصرية إلى:
- سطوع؛
- اللون أو متعدد الأطياف.
وفقًا لصورة الهدف ، تتميز الأجهزة ذات المشاهد البصرية أو بالليزر.
وفقًا للانبعاثية المطبقة ، يتم تمييز البيرومترات بمتغير ومعامل ثابت.
حسب امكانية النقل فان البيرومترات مقسمة الى ثابتة ومتحركة (محمولة).
بناءً على النطاق المحتمل للقياسات ، هناك:
- درجة حرارة منخفضة (-35… -30 درجة مئوية) ؛
- ارتفاع في درجة الحرارة (+400 درجة مئوية وما فوق).
الجهاز ومبدأ العملية
أساس هيكل البيرومتر هو كاشف الأشعة تحت الحمراء. يتم تحويل البيانات بواسطة النظام الإلكتروني المدمج وعرضها على الشاشة.
يتشكل البيرومتر النموذجي على شكل مسدس بشاشة صغيرة. تشرح لوحة التحكم المدمجة والتوجيه بالليزر والدقة العالية في التفاعل الوثيق مع الكائن الطلب على الأداة بين العاملين في المجالات الهندسية والتقنية.
تعتبر عناصر العمل الرئيسية للبيرومتر عبارة عن عدسة وجهاز استقبال بالإضافة إلى شاشة يتم عرض نتيجة القياس عليها. مبدأ تشغيل البيرومتر هو كما يلي: تنبعث الأشعة تحت الحمراء من الجسم قيد الدراسة ، ومن خلال العدسة يتم تركيزها وإرسالها إلى جهاز الاستقبال (حراري ، أشباه موصلات ، الحرارية).
إذا تم استخدام المزدوج الحراري ، يتغير الجهد مع ارتفاع درجة حرارة جهاز الاستقبال. المقاومة - في حالة أشباه الموصلات. يتم تحويل هذه التغييرات إلى قراءات درجة الحرارة.
لأخذ القياس ، تحتاج فقط إلى توجيه البيرومتر إلى الجسم ، ووضعه موضع التنفيذ ، وتدوين النتيجة. باستخدام زر خاص ، يمكنك ضبط تنسيق قياس درجة الحرارة - مئوية أو فهرنهايت.
تحديد
يحتوي البيرومتر على عدد من المعلمات التي تميز وظائفه. يتم اختيار الطراز المطلوب للجهاز وفقًا لقيمها. دعنا ننتقل إلى أهمها.
قرار بصري
هذا هو اسم مؤشر نسبة قطر بقعة الأداة إلى المسافة إلى الكائن. تعتمد هذه الوظيفة على زاوية عدسة الجهاز: فكلما كانت أكبر ، زادت المساحة التي يمكن أن تغطيها. العامل الأكثر أهمية في دقة القياس هو فرض البقعة حصريًا على مادة السطح. إذا تم تجاوز المنطقة ، فمن المحتمل أن تكون القيمة المقاسة غير دقيقة.
المرجعي. كل نموذج بيرومتر له دقة بصرية مختلفة. الفرق بينهما مثير للإعجاب ، على سبيل المثال ، من 2: 1 إلى 600: 1. النسبة الأخيرة نموذجية للأجهزة الاحترافية. كقاعدة عامة ، يتم استخدامها في الصناعات الثقيلة. النسبة المثلى للبيرومترات المنزلية وشبه المهنية هي 10: 1.
معدل العمل
يعتمد نطاق تشغيل الجهاز على مستشعر قياس الحرارة ويتراوح غالبًا من -30 درجة مئوية إلى 360 درجة مئوية. لذلك ، فإن جميع أنواع البيرومترات تقريبًا مناسبة للاستخدام المنزلي ، نظرًا لأن درجة الحرارة القصوى لسائل التبريد في نظام التدفئة تصل إلى 110 درجة مئوية.
خطأ
يشير الخطأ إلى مستوى الانحرافات المحتملة لقيم درجة الحرارة ويعتمد على دقة البيرومتر. في المتوسط ، لا تتجاوز الانحرافات المسموح بها 2٪ من القاعدة.
الانبعاثية
هذه المعلمة هي نسبة قوة إشعاع درجة الحرارة الحالية إلى نفس مؤشر الجسم الأسود المطلق المرجعي.
المرجعي. بالنسبة للمواد غير اللامعة ، تكون الابتعاثية 0,9-0,95. لهذا السبب ، تم تحديد المزيد من الأجهزة لهذه القيمة.ستكون النتيجة مختلفة بشكل ملحوظ عن النتيجة الحقيقية ، على سبيل المثال ، في حالة قياس درجة تسخين سطح الألمنيوم اللامع.
للحصول على قياسات أكثر دقة ، تم تجهيز العديد من الطرز بمؤشر ليزر. في هذه الحالة ، لا يقع شعاع الضوء في المركز ، ولكنه يشير إلى الحد الأمثل لمنطقة القياس.
المميزات والعيوب
مثل أي جهاز آخر ، فإن البيرومتر له مزايا وعيوب. يفسر وجودهم الفروق الدقيقة للجهاز وشروط الاستخدام.
الايجابيات
- التنقل ، الحجم الصغير والتصميم البسيط للغاية ؛
- تكلفة منخفضة وبأسعار معقولة ، بسبب استخدام عدد أدنى من العناصر في التصميم ؛
- مستوى عالي من الموثوقية
- نطاق قياس واسع بما فيه الكفاية.
سلبيات
- الاعتماد المباشر لقراءات البيرومتر على القدرة المنبعثة من الكائن قيد الدراسة ؛
- قد تكون دقة نتائج القياس أقل بسبب خصوصية الحالة المادية لسطح الكائن ؛
- وظيفة تعديل المؤشرات وإثبات الخطأ متوفرة فقط في أحدث الأدوات ؛
- تلعب المسافة دورًا كبيرًا في دقة القياس.
النماذج الأكثر شهرة
EOP-66
يستخدم البيرومتر EOP-66 في تنفيذ البحوث العلمية والمخبرية. إنه مصمم لقياس معلمات أسطح الأشياء عند درجات حرارة من +900 إلى +10000 درجة مئوية ،
هذا النموذج الثابت مزود بتلسكوب يتكون من مجهر بصري وموضوعي. العدسة ثنائية العدسة لديها القدرة على التركيز على مسافة تصل إلى 25.4 سم ، ودقتها البصرية هي 3: 1. يرجى ملاحظة: تلسكوب هذا الجهاز مثبت على القاعدة ويتحرك بسلاسة في مستوى أفقي.
كلفن × 4-20
هذا بيرومتر عالي الدقة ، له نطاق عالمي لتحديد مؤشرات درجة الحرارة: من -50 إلى +350 درجة مئوية ، سرعة عمل عالية جدًا - 0.2 ثانية. يتم توفير استخدام الأداة في حدود 8-14 ميكرون.
يجمع هذا البيرومتر بين إمكانيات كل من الأجهزة المحمولة والثابتة. ويرجع ذلك إلى الأبعاد المدمجة (17 × 17 × 22 سم) ووجود مقبس تركيب لتركيب العدسة M12. يضمن المصنع المطلق مقاومة الماء والغبار. وبالتالي ، يمكن استخدام النموذج المقدم من البيرومتر في صناعات التصنيع والبناء المعقدة.
S-700 "قياسي"
يفضل استخدام هذا الجهاز غير الملامس ، على سبيل المثال ، في البناء أو علم المعادن. إنه يعمل بشكل مناسب ككاشف بالأشعة تحت الحمراء لتحديد درجة تسخين أسطح الأجسام السائبة والصلبة ، وكذلك المواد المنصهرة والمتدفقة.
يتراوح نطاق درجة الحرارة من +700 إلى +2200 درجة مئوية ، وهو أمر نموذجي للأجهزة ذات درجة الحرارة العالية. يتم توسيع إمكانية التفاعل مع الوسائط الخارجية من خلال خيارين لواجهة الإخراج: الإخراج التناظري 4 - 20 مللي أمبير أو رقمي RS-485.
المرجعي. من الممكن شراء بيرومتر بصري بسعر مناسب جدًا: الحد الأدنى لتكلفة مثل هذا الجهاز هو 6000 روبل ، والحد الأقصى هو 30000 روبل.
كيفية قياس درجة الحرارة باستخدام البيرومتر
بعد شراء الجهاز ، يجب عليك دراسة التعليمات الخاصة به بعناية.على الرغم من المتطلبات البسيطة جدًا للتشغيل ، يمكن أن تؤدي الإجراءات المتهورة إلى تشوهات كبيرة في قيم درجة الحرارة. عملية قياس درجة الحرارة بشكل صحيح باستخدام البيرومتر هي كما يلي:
- قم بتشغيل جهاز البيرومتر ؛
- تحديد المادة التي صنع منها الجسم (على سبيل المثال ، الفولاذ أو النحاس) ؛
- ثم ، اعتمادًا على طراز الجهاز ، أدخل الابتعاثية كتحرير على الشاشة ؛
- وجِّه حزمة البيرومتر بالأشعة تحت الحمراء إلى السطح المراد قياسه ؛
- حدد حدود بقعة القياس باستخدام مؤشر الليزر.
باستخدام تسلسل القياسات هذا ، ستحصل على نتائج أقرب إلى درجة الحرارة الفعلية.
البيرومتر هو جهاز عالمي لا غنى عنه من حيث وظائفه. بعد فهم الفروق الدقيقة في تشغيلها ، يمكن استخدامها بسهولة في المجال المهني وفي الحياة اليومية.
مقالات مماثلة:
