Poniżej przedstawiamy wstępny opis pirometrów
Aby wybrać odpowiedni model dla danej aplikacji należy określić kilka warunków wstępnych:
1. Jaki zakres temperatury nas interesuje?
2. Rodzaj materiału którego temperaturę zamierzamy mierzyć?
3. Wielkość elementu?
4. Jakie są warunki pracy pirometru (wysoka temperatura otoczenia | pył | kurz | zapylenie)
5. Czy element mierzony znajduje się w ruchu?
6. Jaki sygnał wyjściowy nas interesuje (analogowy | cyfrowy)?
7. Czy konieczny jest celownik laserowy określający wymiary pola pomiarowego?
8. Czy chcemy widzieć na monitorze obiekt mierzony?
Odp:
1. Temperatura - sprawa jasna
2. Ogólna zasada czym wyższa temperatura mierzonego obiektu tym należy dobierać pirometr z detektorem na krótszą długość fali:
- ogólnie: ≤1000oC detektor uniwersalny 8...14μm
- powyżej: >1000oC pirometry wyposażone w krótszą długość fali 2.3 | 1.6 | 1μm
Są oczywiście wyjątki od tej zasady:
- jeżeli mierzymy temperaturę stali lub ceramiki w niskich zakresach temperatur korzystnie jest zastosować pirometr serii CT 3M lub CT3M z celownikiem laserowym
- jeżeli mierzymy cienkie folie z tworzywa sztucznego należy zastosować pirometr z detektorem na 7.9μm model CT P7
- jeżeli mierzymy temperaturę szkła w masie, baniek szklanych, szyb itp. należy zastosować pirometr z detektorem 5.2μm - modele CT G5 oraz z laserem CTlaser G5
- temperatura dużego płomienia gazów palnych (od ok. 50cm) - (200~1400oC) z detektorem czułym na CO (4.64μm) -CTlaser F6 lub CO2 (4.24μm) CTlaser F2
- folie mierzy się w dwóch pasmach: 7.9µm (model OPTRIS CT P7) oraz 3.43µm (model OPTRIS CT P3).
Pirometr CT P3 z detektorem 3.43µm przeznaczony jest do pomiaru folii z polietylenu [PE] | polipropylenu [PP] | polistyrenu [PS] | poliamidu [PA] |
Wersja CT P7 (7.9µm) nadaje się do pomiaru poliestrów | teflonu [PTFE] | kopolimeru fluorowego [FEP] | celulozy | poliimidu [PI]
Tworzywa których folie można mierzyć zarówno 3.43µm jak i 7.9µm: poliuretan [PU] | polichlorek winylu [PCV] | akryl [PMMA] | poliwęglan [PC]
- pirometry do pomiaru poprzez płomień (200~1400oC) z detektorem 3.9μm CTlaser MT
3. Pole pomiarowe pirometru musi być mniejsze lub równe wymiarom mierzonego obiektu. O polu pomiarowym obiektu mówi rozdzialczość optyczna definiowana jako D:S.
Np. 20:1 oznacza że pole pomiarowe w danej odległości wynosi - odległość od obiektu przez 20. Czasmi wartość ta podawana jest dla ogniska czyli najmniejszego możliwego pola pomiarowego w zależności od odległości np. optyka 20:1 w odległości 1metra oznacza że pole pomiarowe wynosi 5cm i bliżej lub dalej od tego punktu optyka opisywana jest już innym współczynnikiem.
Wyjątki:
- pirometry ze zmienną ogniskową np. CTratio 3m gdzie dla danej odległości da się ustawić interesujące nas minimalne pole pomiarowe (w pewnym zakresie)
4. Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo zanieczyszczenia soczewki pirometru lub temperatura pracy głowicy jest wyższa niż dopuszczalna deklarowana przez producenta należy zastosować opcjonalne elementy:
- szkiełko ochronne - zabezpiecza soczewkę przed zanieczyszczenie
- nadmuch powietrza - zabezpiecza soczewkę tworząc kurtynę powietrzną przed nią - dostępne są dwie wersja z nawiewem laminarny - powietrze wydostaje się prostopadle do osi pomiarowej pirometru i przy bliskich odległościach nie chłodzi mierzonego materiału i normalny - powietrze wydostaje się wzdłuż osi pomiarowej pirometru.
- płaszcz wodny - chłodzi głowicę pomiarową i podności możliwość pracy głowicy do 175oC
- kołnierz z rurą wizującą - oddala pirometr od obiektu mierzonego obniżając znacznie temperaturę w jego otoczeniu, dodatkowo eliminuje wpływ odbłysków z otoczenia na pomiar
- wybrać wesję pirometru CThot - głowica wytrzymuje bez chłodzenia 250oC
Wyjątki:
- pirometr dwubarwny CT ratio 1M do poprawnej pracy pirometru wystarczy jedynie ok. 5% zapełnienia jego pola pomiarowego. Pirometr zachowuje się tak jakby pokazywał wartość maksymalną temperatury danego obiektu (nie średnią jak pirometr z detektorem na jedną długość fali)
5. Jeżeli elementy są w ruchu należy dobierać wersje z niską stałą czasową (Fast) dla zakresów 8...14μm lub z detektorem na krótszą długość fali 2.3 | 1.6 | 1μm
6. Wszystkie pirometry oprócz tanich kompaktowych Optris CS, CSmicro, CSmico 2W, CSmicro HS oraz CX, CX HS posiadają w standardzie wyjście wybierane z klawiatury:
- analogowe: 0...5/10V lub 0/4...20mA,
- symulacja termopary K lub J ( w zależności od wersji)
- w opcji dostępne są moduły do transmisji cyfrowej poprzez: RS232 | RS485 | USB | CAN bus | PROFIBUS | Ethernet
7. Celownik laserowy spełnia jedynie funkcję informacyjną dla użytkownika - tak aby widział czego temperaturę właściwie mierzy. Do wyboru może być celownik laserowy:
- punktowy pokazujący środek pola pomiarowego
- 2 punktowy pokazujący średnice pola pomairowego - modele CT laser
- celownik diodowy LED dla modelu dwubarwnego CTratio 1M gdzie ostrość wyświetlania plamki na obiekcie informuje nas o poprawności ustawienia ogniska
8. Optris CTVideo | CSvideo to połączenie pirometru z kamerą video i podwójnym celownikiem laserowym. Do wyboru:
- CF: ostrzenie w zakresie 90...250mm | SF: 250mm ... ~
- CTvideo 1ML: 485...1100°C
CTvideo 2ML: 250...800°C
CTvideo 1MH: 650...1800°C
CTvideo 2MH: 385...1600°C
CTvideo 3ML: 50...400°C
CTvideo 3MH: 100...600°C - CSvideo 2ML: 250°C...800°C zakres spektralny 1.6 µm
CSvideo 2MH: 385°C...1600°C
Tabela maksymalnej intensywności promieniowania od zależności od zakresu spektralnego dla danej temperatury
(na podstawie prawa Wiena)
Wnioski: mierząc temperaturę 0oC, maksymalna intesywność promieniowania jest dla 10μm, ogólnie czym wyższa mierzona temperatura tym korzystniej jest stosować detektor na krótszą długość fali.
Częstym problemem jest pomiar temperatury pirometrem poprzez wziernik.
Poniżej zależność transmisyjności wzierników wykonanych z różnych materiałów od długości spektralnej fali (patrz rodzaj detektora w pirometrze).
Przykładowo wziernik z szkła kwarcowego nadaje się tylko dla pirometrów do 4μm, w wyższym paśmie będziemy mierzyć jedynie jego temperaturę a nie obiektu za nim. Proponujemy pirometry serii 3ML.
|
||
1.
|
 |
Tanie miniaturowe, (detektor: 8...14µm), pirometry stacjonarne Optris CS, CSmicro, CSmico 2W, CSmicro HS oraz CX, CX HS - wyjście w zależności od typu: analogowe 0...5/10V lub 4...20mA 2-przewodowe - rozdzielczość termiczna 0.025°C dla modeli HS - programowanie przez USB |
2.
|
 |
Popularne pirometry stacjonarne, (detektor: 8...14µm), Optris LT02, LT10, LT15 i LT20 zakresy do +975°C (LT20) - wyjście wybierane z klawiatury: analogowe 0...5/10V lub 4...20mA, symulacja termopary K lub J - w opcji wyjście cyfrowe: RS232, RS485 lub USB - różne optyki: 2:1, 15:1, 22:1 - zabudowany wyświetlacz |
|
||
3.
|
 |
Pirometry stacjonarne niskotemperaturowe wersji iskrobezpiecznej (Ex) - zakresy do +975°C - bariera firmy Stahl - dla strefy 1 (PTB 01 ATEX 2053/ E II (1/2) G [EEx ia/ib] IIC/IIB) |
|
||
4.
|
 |
Pirometry stacjonarne, (detektor: 8...14µm), Optris CThot - zakres pomiarowy do +975°C - głowica wytrzymuje bez chłodzenia pracę w temperaturze otoczenia do +250°C |
|
||
5.
|
|
Pirometr stacjonarny do szybkozmiennych procesów (detektor 8...14um) Optris CTfast - stała czasowa 17ms - zakres pomiarowy do 600°C |
|
||
6.
|
 |
Pirometr stacjonarny, (detektor: 8...14µm) z podwójnym celownikiem laserowym Optris CTlaser - zakresy do +975°C - doskonałe optyki - podwójny celownik laserowy - opcjonalne wyjście cyfrowe |
|
||
7.
|
|
Pirometr stacjonarny do procesów cięcia lub spawania laserowego (detektor 2.3μm z filtrami 1.8 oraz 10.6 μm ) CT XL 3MH |
|
||
| 8. |  |
Pirometr przeznaczony do pomiaru temperatury cienkich folii wykonanych z PE | PU | PTFE | PA model CT P7 lub CTP3 - Zakres: 0...500°C. - Detektor na długość fali 7.9μm - Optyka 10:1 - temperatura pracy głowicy bez chłodzenia do +85°C - Wbudowany wyświetlacz LCD. - Stała czasowa 150ms - Oddzielona głowica pomiarowa. Pirometr CT P3 z detektorem 3.43µm przeznaczony jest do pomiaru folii z: polietylenu [PE] polipropylenu [PP] polistyrenu [PS] poliamidu [PA] Wersja CT P7 (7.9µm) nadaje się do pomiaru: Tworzywa których folie można mierzyć zarówno 3.43µm jak i 7.9µm |
|
||
9.
|
|
Pirometr stacjonarny niskotemperaturowy (detektor: 2.3µm) (stal, kompozyty) CT3M - zakresy: 50...400 (3ML) | 100...600 (3MH) | 150...900 (3MH1) | 200...1200 (3MH2) | 400..1800°C (3MH3) - detektor w zakresie 2.3 µm - transparentny dla wzierników szklanych (kwarcowych) - optyka 22:1 | 33:1 | 75:1 - niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
| 10. | |
Miniaturowy CSmico 2W 2MH , (detektor: 1.6µm), - wyjście: 4...20mA 2-przewodowe - zakres: 385...1600°C - programowanie przez USB |
11.
|
|
Pirometr stacjonarny niskotemperaturowy z podwójnym laserem (detektor: 2.3µm) (stal, kompozyty) CTlaser3M - podwójny celwonik laserowy - zakresy: 50...400 | 100...600 | 150...900 | 200...1200°C | 400..1800°C - detektor w zakresie 2.3 µm - transparentny dla wzierników szklanych (kwarcowych) - optyka: 60:1 | 100:1 | 300:1 - niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
|
||
12.
|
|
Pirometr stacjonarny, (detektor: 1 i 1.6µm) do wysokich temperatur CT1M i CT2M (stal, ceramika) zakresy do +1800°C
- miniaturowa głowica pomiarowa - 4 zakresy: 485...1050°C , 650...+1800°C oraz 250...800°C, 385...1600°C - detektor w zakresie 1 i 1.6µm - transparentny dla wzierników szklanych (kwarcowych) - optyka 40:1 i 75:1, niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
13.
|
|
Pirometr stacjonarny (detektor: 1 i 1.6µm) z podwójnym celownikiem laserowym Optris CTlaser 1M/2M - podwójny celownik laserowy - 4 zakresy: 485...1100°C , 250...+800°C oraz 650...1800°C, 385...1600°C - detektor w zakresie 1 i 1.6µm - transparentny dla wzierników szklanych (kwarcowych) - optyka 330:1, niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
14.
|
|
Pirometr stacjonarny (detektor: 4.24 i 4.64µm) z podwójnym celownikiem laserowym Optris CTlaser F2/F6 |
15.
|
|
Pirometr stacjonarny (detektor: 3.9µm) z podwójnym celownikiem laserowym Optris CTlaser F2/F6 |
|
||
14.
|
|
Pirometr stacjonarny do szkła (detektor: 5.2µm) CT G5 - 2 zakresy: 100...1200°C(G5L) , 250...+1650°C(G5H) - detektor w zakresie 5.2µm - optyka 10:1(G5L) , 20:1 (G5H), niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
15.
|
|
Pirometr stacjonarny do szkła (detektor: 5.2µm) z podwójnym celownikiem laserowym Optris CTlaser G5 - podwójny celownik laserowy - 2 zakresy: 100...1200°C , 250...+1650°C - detektor w zakresie 5.2µm - optyka 45:1, 70:1, niska stała czasowa - opcjonalne wyjście cyfrowe |
| Pirometr z celownikiem laserowym i kamerą video | ||
16.
|
 |
CTVideo oprócz celownika laserowego wbudowana kamera video do podglądu on-line mierzonego obiektu
CTvideo 1ML: 485...1050°C, detektor 1.0µm CTvideo 2ML: 250...800°C, detektor 1.6µm CTvideo 1MH: 650...1800°C, detektor 1.0µm CTvideo 1MH1: 800...2200°C, detektor 1.0µm CTvideo 2MH: 385...1600°C, detektor 1.6µm CTvideo 2MH1: 490...2000°C, detektor 1.6µm CTvideo 3ML: 50...400°C, 60:1,detektor 2.3µm CTvideo 3MH: 100...600°C, 100:1, detektor 2.3µm CTvideo 3MH1: 150...1000°C, 300:1,detektor 2.3µm CTlaser 3MH2: 200...1500°C, 300:1,detektor 2.3µm CTlaser 3MH3: 250...1800°C, 300:1,detektor 2.3µm Z elektroniką wbudowaną w głowicę pomiarową:
CSvideo 2ML: 250°C...800°C zakres spektralny 1.6 µm CSvideo 2MH: 385°C...1600°C |
|
Pirometr dwubarwny - wartości maksymalnej
|
||
17.
|
|
Pirometr stacjonarny 2-barwny CTratio 1M
- zmienna ogniskowa - zakres pomiarowy: 700...+1800°C - detektor w zakresie 0.7 i 1.1µm, może pracować jako jednobarwny - stała czasowa programowalna - wyjście cyfrowe |
 |
Pirometry: Przegląd produktów OPTRIS |
|
Kamery termowizyjne: OPTRIS kamery termowizyjne przegląd |
Mapowanie magazynów, komór, zgodnie 21CFR Part11
Pirometr - co to jest, jak działa i do czego służy?