|
|
|
|
Wyszukaj na stronie Termowizja.BIZ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Startowa | Ulubione | E-Mail |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Statystyka serwisu 
|
|
|
|
|
|
Termowizja / Termografia / Kamery termowizyjne - serwis informacyjny WITAJ
tatranekjako nowy użytkownik
Zarejestrowanych: 923
Głównych administratorów: 1
Administratorów: 0
Uzytkowników: 922
Użytkownicy Online:
Gości Online: 5
Twoje IP: 38.107.191.90
| Kategorie Forum | 18 |
| Tematów na Forum | 27 |
| Postów na Forum | 66 |
| Komentarzy | 36 |
| News'y | 76 |
| Artykuły | 22 |
| Albumy | 17 |
| Zdjecia | 332 |
| Plików w Downloadzie | 38 |
| Kategorii w Linkach | 6 |
| Linków | 91 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Przyrządy pirometryczne - Układy optyczne i celownicze stosowane we współczesnych pirometrach |
|
|
|
|
|
Pirometry radiacyjne, aby uzyskać informację o natężeniu promieniowania podczerwonego (temperaturze) muszą być wyposażone w odpowiednie układy optyczne (obiektywy) skupiające promieniowanie interesującego nas obiektu na powierzchni detektora. Prawa fizyczne dla tego rodzaju optyki są identyczne jak dla optyki geometrycznej pracującej w zakresie światła widzialnego, jednak wykorzystującej zupełnie inną technologię.
Obiektyw pirometru musi być wykonany z odpowiedniego materiału w zależności od długości fali podczerwieni (pasma) wynikającego z prawa Plancka. Dodatkowo obiektyw ten powinien posiadać również takie cechy jak: wytrzymałość mechaniczną, odporność na ścieranie, możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur i wytrzymałość na wpływy atmosferyczne (para wodna). Powszechnie stosuje się układy optyczne wykonane z materiałów opisanych poniżej.
• German (Ge) jest bardzo dobrym materiałem optycznym dla pomiaru niskich temperatur. Wadą ograniczającą jego stosowanie jest duża kruchość, tragicznie niska wytrzymałość na ścieranie oraz duża refleksyjność. German wykorzystywany jest w tanich pirometrach do pomiaru temperatur od – 40 do 500°C. Pirometry z tego typu optyką posiadają mały współczynnik odległościowy (duże pole pomiarowe) oraz mały czas pracy bezawaryjnej (Mtbf) – wymiana optyki i ponowna kalibracja jest relatywnie droga - często koszt osiąga 50% ceny pirometru.
• Szkło fluorytowe (CaF2) ze względu na swoją niską odporność mechaniczną tj. kruchość i higroskopijność w wykonaniach przemysłowych jest poddawane specjalnej obróbce polegającej m.in. na pokryciu cienką warstwą (o grubości 1/4 długości fali podczerwieni) zabezpieczającą powierzchnię oraz zwiększającą przepuszczalność szczególnie dla fal długich. Obrobiona w ten sposób optyka jest stosowana w pirometrach do pomiaru niskich temperatur oraz jako zabezpieczenia mechaniczne optyki zwierciadlanej pirometrów. Ze względu na skomplikowane procesy technologiczne produkcji – optyka bardzo droga, jednak ze względu na jej zalety (po ulepszeniach) stosowana w pirometrach wysokiej klasy.
• Szkła arsenowo-siarkowe (As2S3) i cynkowo-siarkowe (ZnS) są wykorzystywane przede wszystkim na pokrycie soczewek fluorytowych. Jako układy optyczne stosowane są w wykonaniach specjalnych.
• Szkło szafirowe (Al2O3) - jeden z najbardziej popularnych materiałów stosowanych w optyce pirometrów wysokotemperaturowych. Największą zaletą tego szkła jest jego wysoka odporność na ścieranie i możliwość pracy w temperaturach do 1000°C. Ze względu na kruchość układy optyczne zabezpieczane są dodatkowymi osłonami wykonanymi ze szkła kwarcowego względnie szafirowego z pokryciami antyrefleksyjnymi.
• Szkło kwarcowe - wykorzystywane ze względu na wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną jako układy optyczne zabezpieczające.
• Szkło ołowiowe (kryształowe) posiada również wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną - stosowane głównie w układach zabezpieczających optykę wykonaną ze szkła szafirowego. Reasumując - największe problemy związane z optyką występują w wykonaniach pirometrów mierzących niskie temperatury. Optyka germanowa stosowana jest jedynie w tanich urządzeniach o bardzo krótkiej żywotności eksploatacyjnej.
Najwyższej klasy pirometry niskotemperaturowe, mierzące w od – 50°C , wykorzystują układy optyczne zwierciadlane. Zwierciadła wykonane są z wypolerowanych powierzchni stopów srebra dodatkowo zabezpieczanych pokryciami osłaniającymi metal przed wpływami atmosferycznymi i kurzem. Srebro, jak większość metali, cechuje się wysokim współczynnikiem odbicia - szczególnie promieniowania długofalowego (w zakresie 8 ÷ 14 μm) wynoszącym < 0,98. Powierzchnie zwierciadeł pokryte są cienką warstwą germanu i całość układu optycznego jest zmontowana jako hermetyczny zespół zabezpieczony od zewnątrz szybą wykonaną ze zmodyfikowanego szkła fluorytowego. Tego rodzaju rozwiązanie techniczne umożliwia osiągnięcie współczynników odległościowych w wykonaniach specjalnych przewyższających 500 : 1 (dla temperatur od – 20°C).
Przykładem takiego rozwiązania jest pirometr LAND Infrared CYCLOPS – TELE umożliwiający dokonanie pomiaru z odległości 100 metrów powierzchni 510 x 145 mm. Wielu producentów pirometrów produkuje własne układy optyczne. Jak wynika z powyższych rozważań, tego typu rozwiązanie jest bardzo wątpliwym technicznie ze względu na skomplikowaną specjalistyczną technologię produkcji szkła optycznego.
Angielski LAND Infrared Ltd. wybrał – po wielu eksperymentach japońską firmę MINOLTA (znaną skądinąd z produkcji przyrządów optycznych, aparatów fotograficznych i obiektywów) jako kooperanta w zakresie optyki. Najlepiej o efektywności współpracy świadczy fakt, że optyka LANDA korzysta ze zmodyfikowanych szkieł fluorytowych CaF2 (wyprodukowanych przez MINOLTĘ) od kilkunastu lat. Szkło tego typu w roku 2000 "odkryto" jako rewelację i wprowadzono z wielkimi fanfarami na rynek fotograficzny jako nową generację obiektywów.
Ważną cechą pirometrów jest również ich układ celowniczy umożliwiający określenie miejsca dokonywania pomiaru. Najprostsze urządzenia nie posiadają żadnego celownika wzgl. celownik „muszka – szczerbinka". Urządzenia te posiadają mały współczynnik odległościowy np. 4:1 czy 6:1 w związku z tym nie ma konieczności dokładnego wyznaczania pola pomiarowego. Urządzenia wyższej klasy wyposażone są w celownik laserowy i często mylnie nazywane są "pirometrami laserowymi" (laser nie ma nic wspólnego z fizyką pomiaru).
Ze względów bezpieczeństwa celownik ten ma ograniczoną elektronicznie moc promieniowania do 1 mW (laser klasy II). Promień laserowy wyznacza punkt środkowy pola pomiarowego wzgl. dwa punkty wyznaczające średnicę pola pomiarowego. Najlepsze - choć niedoskonałe - są pirometry wyposażone w tzw. wirujący laser wykreślający okrąg określający pole pomiarowe (np. pirometry Minolta LAND Mini Laser +).
Należy podkreślić, że celowniki laserowe nieźle sprawują się w ciemnych pomieszczeniach natomiast ich ślad na ścianie budynku w świetle dziennym jest niewidoczny (1mW mocy promieniowania). Dodatkowym ograniczeniem jest temperatura obiektu mierzonego. Promieniowanie świetlne ciał o temperaturze powyżej 550°C jest na tyle intensywne, że stosowanie tego typu celowników zaczyna być nieefektywne.
Najwyższej klasy urządzenia wyposażone są w celowniki optyczne typu SLR (rys. poniżej). Pirometr z tego typu celownikiem zbudowany jest podobnie jak aparat fotograficzny - lustrzanka jednoobiektywowa.
Rys. Pirometr z celownikiem optycznym typu SLR
Celownik SLR umożliwia obserwację okolic pola pomiarowego przez układ optyczny pirometru. Mały okrąg w lub prostokąt wyznacza pole pomiarowe. Wewnątrz celownika znajduje się wyświetlacz cyfrowy informujący obserwatora o wyniku dokonanego pomiaru.
Pirometry wysokotemperaturowe (powyżej 600°C) wyposażone są w załączalny filtr szary umieszczony wewnątrz pirometru. Filtr ten znajduje się poza torem pomiarowym i umożliwia obserwację rozgrzanych obiektów często wysyłających bardzo dużą energię w zakresie promieniowania widzialnego uniemożliwiając ich obserwację nieuzbrojonym okiem.
|
|
 |
 |
|
 |
 |
|
|
|
|
Komentarze |
|
|
|
|
|
Brak komentarzy.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dodaj komentarz |
|
|
|
|
|
Zaloguj się, żeby móc dodawać komentarze.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TME - Electronic Components |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Termowizja & Termografia
