Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 0

Коэффициент эмиссии материала как источник погрешности при работе с пирометром

23140326A-1.jpg

  • Цена: 9,82

Прибор от фирмы ZOTEK для измерения температуры. Становятся все более и более доступны данные устройства. Может скоро и тепловизоры по 30 баксов стоить будут) ►немного теории: Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света. Так говорит Вика. ►Упаковка была очень хорошая, реально можно было бы играть в футбол и ничего бы не сломалось) Сам пирометр находился в блистере и в комплекте две батарейки формата ААА. Как же я рад, что это не крона (какое-то у меня предвзятое и негативное отношение к этому типу батарей)

На обратной стороне блистера таблица с коэффициентом эмиссии. И как всегда, магазины или производитель (причем наверно во всех магазинах) обязательно нужно наклеить наклейку на важную информацию! аж бесит! открываем блистер, чуть попускает т.к. видим внутри листовка дублирующая эту информацию, фух)94a9c2.jpg ►некоторые характеристики: Измерение температуры от -50°C до +550°C ЖК-дисплей с подсветкой Точность: 0.1 ° C / ° F Изменяемый коэффициент 0.1~1.00 Показатель визирования как и у многих моделей 12:1 ►Опять теория Коэффициент эмиссии ε (коэффициент излучения, степень черноты) — способность материала отражать падающее излучение. Данный показатель важен при измерении температуры поверхности с помощью инфракрасного термометра (пирометра). Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно чёрного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0 до 1. Применение неверного коэффициента эмиссии — один из основных источников возникновения погрешности измерений для всех пирометрических методов измерения температуры. На коэффициент излучения сильно влияет окисленность поверхности металлов. Так, если для стали окисленной коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075. ►Фотографии прибора
►Внутренности Много раз видел внутренности других пирометров и разбирались они совсем не сложно, берем пластиковую карту (если нет спец приспособы) и поддеваем черные элементы, затем снимаем крышку батарейного отсека и откручиваем два самореза.
►Показатель визирования 12:1 На расстоянии 300мм диаметр измеряемого пятна составляет 38мм 900мм диаметр измеряемого пятна составляет 75мм 1500мм диаметр измеряемого пятна составляет 132мм Другими словами, если вы будете измерять температуру на расстоянии 1500мм (1,5м) то прибор измерит среднюю температуру по всей площади в диаметре 13,2см. Надеюсь получилось объяснить. ►Дополнительные функции вкл-откл указки вкл-откл подсветки экрана измерение максимальной температуры измерение минимальной температуры измерение средней температуры измерение разницы температур. ►измерения налил в стакан воды и добавил лёд, хорошо перемешал измерил — результат получился 0,4 0,6 -0,1 -0,2 вот в этих пределах и держалась Можно увидеть на 2:47с ссылка на видео После закипел чайник с водой (до этого пробовал в стеклянной посуде не получалось измерить) результаты были такими 99,4 99,2можно увидеть на 3:37с ссылка на видео ►области применения огромны измерение температуры удаленных и труднодоступных объектов; измерение температуры движущихся частей; обследование частей, находящихся под напряжением; контроль высокотемпературных процессов; регистрация быстро изменяющихся температур; измерение температуры тонкого поверхностного слоя; обследование частей, не допускающих прикосновения; обследование материалов с низкой теплопроводностью или теплоемкостью; экспресс — измерения. и еще в домохозяйстве) Насколько необходим такой прибор каждому, решать индивидуально. Да, с ним легче, но и без него можно обойтись, я имею ввиду не специализированное применение. Я же буду пользоваться от силы 2-3 раза в месяц, по началу понятно, что чаще 🙂 ►видео ► таймкод для удобства и сохранности вашего личного времени 🙂 0:12 распаковка 2:17 измерения 2:47 измерения 0С 3:37 измерение 100С Всем добра! Спасибо, что дочитали. Ну если проскролили, то тоже спасибо 🙂

Рассматривается структура пирометра, влияния коэффициента измерения и типчные ошибки измерений.

Схему пирометра можно представить следующим образом:

Оптическая линзаСенсор (инфракрасный детектор)УсилительКомпенсация температурыМатематическая обработка (вычисления).

Тепловое излучение концентрируется благодаря линзе и передается на сенсор. Сенсор трансформирует тепловое излучение в электрическое напряжение, которое повышается усилителем и передается в микропроцессор. Процессор сравнивает измеренную температуру с температурой окружающей среды и выводит показания на дисплей.

N.B. Принцип измерения — оптический, поэтому линза должна всегда быть чистая и без повреждений.

Параметры,влияющиенаизмерения.

Объектизмерения

  • Температура объекта измерения
  • Коэффициент излучения объекта измерения

Пирометр

Характеристика температуры прибора (точка сравнения)

Типичныекоэффициентыизлучения

  • Продукты. Как и все органические материалы, пищевые продукты имеют хорошую излучательную способность и поэтому не возникает никаких проблем при измерении их температуры с помощью пирометра.
  • Металлы белого цвета. Имеют очень маленький коэффициент излучения в диапазоне от 8 до14 мкм, и поэтому их температуру трудно измерять. Для измерений требуется применение покрытий, увеличивающих излучательную способность, например: краска, масляная пленка.Желательно измерять контактным термометром.
  • Оксидыметаллов. В данной группе не существует постоянных показателей. Коэффициент излучения находится между 0.3 и 0.9 мкм и он сильно зависит от длины волны.Для точного определения температуры необходимо выбрать коэффициент излучения объекта. Его можно определить посредством сравнительного измерения контактным термометром (т.е. меняя коэффицент излучения, заложенный в пирометр, можно выбрать такой, когда измерения пирометра будут совпадать с измерениями контактного терометра). В противном случае можноприменять покрытия с определенным уровнем излучательной способности.
  • Светлые неметаллы / темные неметаллы / пластик / продукты. Такие объекты, как белая бумага, керамика, гипс, древесина, резина, темная древесина, камень, темные краски, обладают коэффициентом излучения приблизительно 0.95 при длине волны выше 8 мкм.Большинство органических материалов обладают коэффициентом излучения приблизительно 0.95. Поэтому, данная величина вводится в приборы в качестве установки по умолчанию или постоянной, для того, чтобы избежать ошибок измерения из-за неправильной (невнимательной) установки значения излучательной способности.

Влияниенарезультатыизмерений (примеры)

Пример 1:Объект измерения (полуфабрикаты,Т= -22 °С) Коэффициент излучения = 0.92. Измерение производитсяпри температуре окружающей среды +22 °С. Предварительно установленный коэффициент излучения 0.95. Показания ИК измерительного прибора: -21 °С, т.е. температура, отображенная на дисплее прибора, некорректна на 1 °С. Погрешность незначительная.

Пример 2: Объект измерения (окисленный латунный лист, Т= +200 °С) Коэффициент излучения = 0.62.Измерение проводитсяпри температуре окружающей среды +22 °С. Предварительно установленный коэффициент излучения 0.70. Пирометр показывает температуру+188 °С. Погрешность уже значительная и может привести к браку.

ИТОГ: Чем больше разница между температурой объекта измерения и температурой окружающей среды и меньше коэффициент излучения, тем больше ошибок измерения в случае неправильного значения коэффициента излучения!

Притемпературахвышетемпературыокружающейсреды:

  • Если установлен слишком высокий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком низкой.
  • Если установлен слишком низкий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком высокой.

При низких температурах ниже температуры окружающей среды

  • Если установлен слишком высокий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком низкой.
  • Если установлен слишком низкий коэффициент излучения, отображаемая температура измерения будет слишком высокой.

Таблицакоэффициентовизлученияосновныхматериалов

Материал Температура, °С Коэффициент излучения
Алюминий, светлый листовой 170 0,04
Асбест 20 0,96
Асфальт 20 0,93
Хлопок 20 0,77
Цемент 25 0,93
Свинец, серый окисленный 20 0,28
Свинец, сильно окисленный 20 0,28
Толь (кровельный материал) 20 0,93
Лед, гладкий 0,97
Лед, неровный 0,99
Железо, обработан, наждаком 20 0,24
Железо, светлое, вытравлен. 150 0,13
Железо, выплавлен. 100 0,80
Железо, листовое 20 0,77
Железо, слегка поржавевшее 20 0,61
Железо, сильно поржавевшее 20 0,85
Пахотная земля 20 0,38
Почва, черная глина 20 0,66
Плитка 25 0,93
Гипс 20 0,90
Стекло 90 0,94
Золото, полированное 130 0,02
Резина, жесткая 23 0,94
Резина, мягкая серая 23 0,86
Древесина 70 0,94
Галька 90 0,95
Пробка 20 0,70
Корунд, наждак (жесткий) 80 0,86
Теплоотвод, темн. анодирован. ‘ 50 0,98
Медь, потускневшая 20 0,04
Медь, с оксидной пленкой 130 0,76
Медь, полирован. 20 0,03
Медь, темная, оксидная 20 0,78
Пластик (ПЭ.ПП, ПВХ) 20 0,94
Листва 20 0,84
Мрамор, белый 20 0,95
Мин. покрытие краской 100 0,93
Латунь, оксидная 200 0,61
NATO-зеленый 50 0,85
Бумага 20 0,97
Фарфор 20 0,92
Шифер 25 0,95
Черная краска (матовая) 80 0,97
Шелк 20 0,78
Серебро 20 0,02
Сталь (термообработал. поверхность) 200 0,52
Сталь, оксидная 200 0,79
Глина, обожженная 70 0,91
Инвертирован. краска 70 0,94
Вода 38 0,67
Кирпич, мертель, штукатурка 20 0,93
Белый цинк (окрашен.) 20 0,95

Источникошибки/неполадки/компенсацияпирометра

  • Влияние внешних факторов (помех) на результат измерения.При бесконтактном измерении температуры, в добавление к влиянию типа материала и состояния его поверхности, путь передачи ИК сигнала между прибором и объектом измерения также может повлиять на результат измерения. Помехи включают в себя, например:В частицы пыли и грязи, влажность (дождь), пар, газы
  • Неправильно установленный коэффициент излучения может привести к значительным ошибкам измерения).
  • После измерения температуры измерительный прибор оказывается ненастроенным на новую температуру (точка сравнения). Данный фактор может привести к значительным ошибкам измерения, возникают такие же проблемы, какие и при использовании устройств с термоэлементом.
  • Рекомендуется хранить прибор в том месте, где будет производиться измерение температуры! Это позволитВ избежать проблемы с временем настройки прибора.
  • ИК измерение является оптическим измерением:В для получения точных данных измерений регулярно производите чистку линзы.В Не проводите измерения через затуманенные линзы, например из-за пара.
  • ИК измерение является поверхностным измерением:В если на поверхности объекта измерения имеется грязь, пыль, иней и т.п., то будет измеряться температура только верхнего слоя поверхности, например температура грязи. Поэтому перед измерениями убедитесь, что поверхность объекта чистая.
  • Не проводите измерения при возникновении помех сигналу.
  • Расстояние между пирометром и объектом измерения слишком высока, т.е. точка замера больше, чем сам объект измерения.

Материал и характер поверхности

Температура *2, °С

Коэффициент излучения (степень черноты) ε *1

Чистые и окисленные металлы Алюминий:

полированный

225-575

0,039-0,057

шероховатый

26

0,055

200-600

0,11-0,19

Покрытая алюминием поверхность:

200-600

0,18-0,19

200-600

0,52-0,57

Вольфрам

230-2230

0,053-0,31

Вольфрамовая нить

3300

0,39

Вольфрамовая нить, бывшая в употреблении

25-3300

0,032-0,35

Железо:

электролитное, тщательно полированное

175-225

0,052-0,064

сварочное, тщательно полированное

40-250

0,28

полированное

425-1020

0,144-0,377

свежеобработанное наждаком

20

0,242

окисленное гладкое

125-525

0,78-0,82

литое необработанное

925-1115

0,87-0,95

Стальное литье полированное

770-1040

0,52-0,56

Сталь:

листовая шлифованная

940-1110

0,52-0,61

200-600

0,79-0,69

листовая с плотным блестящим слоем окиси

25

0,82

окисленная шероховатая

40-370

0,94-0,97

мягкая расплавленная

1600-1800

0,28

Чугун:

полированный

200

0,21

обточенный

830-990

0,60-0,70

200-600

0,64-0,78

шероховатый, сильно окисленный

40-250

0,95

расплавленный

1300-1400

0,29

Золото, тщательно полированное

225-625

0,018-0,035

Латунь тщательно полированная состава, % (вес.):

73,2% Cu, 26,7% Zn

245-355

0,028-0,031

62,4% Cu, 36,8% Zn, 0,4% Pb, 0,3% Al

255-375

0,039-0,037

82,9% Cu, 17,0% Zn

275

0,030

прокатанная с естественной поверхностью

22

0,06

прокатанная, тертая грубым наждаком

22

0,20

тусклая

50-350

0,22

200-600

0,61-0,59

Медь:

тщательно полированная электролитная

80

0,018

полированная

115

0,023

шабреная до блеска, но не зеркальная

22

0,072

200-600

0,57-0,55

продолжительно нагревавшаяся, покрытая толстым слоем окиси

25

0,78

расплавленная

1075-1275

0,11-0,13

Молибденовая нить

725-2600

0,096-0,292

Никель:

нанесенный гальваническим способом на полированное железо и затем полированный

23

0,045

технически чистый полированный

225-375

0,07-0,087

200-600

0,11

Никелевая проволока

185-1000

0,096-0,186

Хромоникель

52-1035

0,64-0,76

Олово, блестящее луженое листовое железо

25

0,043-0,064

Платина чистая полированная

225-625

0,054-0,104

Платиновая лента

925-1115

0,12-0,17

Платиновая нить

25-1230

0,036-0,192

Платиновая проволока

225-1375

0,073-0,182

Ртуть очень чистая

0-100

0,09-0,12

Свинец:

чистый неокисленный

125-225

0,057-0,075

серный окисленный

24

0,281

200

0,63

Серебро:

полированное чистое

225-625

0,0198-0,0324

полированное

38-370

0,0221-0,0312

Хром

38-538

0,08-0,26

Цинк:

торговый (99,1%) полированный

225-325

0,045-0,053

400

0,11

Оцинкованное листовое железо:

очень блестящее

28

0,228

серое окисленное

24

0,276

Огнеупорные, строительные, теплоизоляционные и другие материалы

Асбестовый картон

24

0,96

Асбестовая бумага

40-370

0,93-0,95

Асбошифер

20

0,96

Динасовый кирпич:

неглазурованный шероховатый

1000

0,8

глазурованный шероховатый

1100

0,85

Кирпич:

шамотный глазурованный

1100

0,75

магнезитовый (80% MgO, 9% Al2O3)

1500

0,39

силикатный (95% SiO2)

1230

0,66

силлиманитовый (33% SiO2, 64% Al2O3)

1500

0,29

красный шероховатый

20

0,93

шамот (55% SiO2, 41% Al2O3)

1230

0,59

Фарфор глазурованный

22

0,92

Гипс

20

0,8-0,9

Штукатурка шероховатая известковая

10-90

0,91

Мрамор сероватый полированный

22

0,93

Кварц плавленый шероховатый

20

0,93

Стекло гладкое

22

0,94

Бумага

20

0,8-0,9

Вода

0-100

0,95-0,96

Дерево строганное

20

0,8-0,9

Ламповая сажа, слой 0,075 мм

40-370

0,95

Обмазка из жидкого стекла с ламповой сажей

100-225

0,96-0,95

Резина:

твердая лощеная

23

0,95

мягкая серая шероховатая

24

0,86

Толь кровельный

20

0,93

Уголь очищенный (0,9 % золы)

125-625

0,81-0,79

Угольная нить

1040-1405

0,53

Эмаль белая, приплавленная к железу

19

0,9

Лак:

белый эмалевый на железной шероховатой пластине

23

0,91

черный блестящий, распыленный по железу

25

0,88

черный матовый

40-95

0,96-0,98

белый

40-95

0,80-0,95

Шеллак:

черный блестящий на луженом железе

21

0,82

черный матовый

75-145

0,91

Масляные краски различных цветов

100

0,96-0,86

Алюминиевые краски:

разной давности с переменным содержанием Al

100

0,27-0,67

150-315

0,35

Алюминиевый лак на шероховатой пластине

20

0,39

*1 Степени черноты, приведенные в таблице, получены путем измерения яркости излучения в направлении нормали к поверхности тела.

*2 Две температуры и две степени черноты, указанные для некоторых материалов, означают, что первая степень черноты относится к первой температуре, а вторая — ко второй, причем допускается линейная интерполяция.

Поделитесь ссылкой с друзьями:

Похожие таблицы

Комментарии:

comments powered by HyperCommentsИспользуемые источники:

  • https://mysku.ru/blog/china-stores/51392.html
  • https://www.enef.ru/articles/pyrometr/494.html
  • https://infotables.ru/fizika/51-koeffitsient-izlucheniya-materialov-stepen-chernoty/493-koeffitsient-izlucheniya-stepen-chernoty-razlichnykh-materialov-tablitsa

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации