Устройство для измерения температуры в удаленных точках (стр. 4 из 7)
Получение стандартной градуировки обеспечивается перемещением диафрагмы 6, зубчатый венец которой сочленен с зубьями трубки 12. Диафрагма, устанавливаемая в телескопе, ограничивает телесный угол визирования, что исключает влияние на показания размеров излучателя и его расстояния от датчика. При этом на термобатарею попадает излучение только с определенного небольшого участка объекта измерения. Размеры этого участка определяются по показателю визирования, который является отношением наименьшего диаметра излучателя к расстоянию от объекта измерения до объектива телескопа. При этом изображение круга, вписанного в излучатель, полностью перекрывает отверстие диафрагмы 6, находящейся перед термобатареей.
Телескопы с показателем визирования более 1/16 являются широкоугольными, а с показателем, равным или меньшим 1/16, - узкоугольными. При измерении температуры в схему пирометра между телескопом и вторичным прибором (милливольтметром или потенциометром) включается панель уравнительных и эквивалентных сопротивлений. Она обеспечивает постоянную нагрузку телескопа при работе с одним или двумя вторичными приборами, а также замену телескопа одной градуировки на телескоп другой градуировки.
1.2 Выпускаемые пирометрические датчики
На данный момент выпускается множество различных пирометрических датчиков. Рассмотрим некоторые из них.
Датчики фирмы Murata.
Пироэлектрические инфракрасные чувствительные элементы фирмы Murata, имеют высокую чувствительность и надежное исполнение, возможные благодаря керамической и упаковочной технологии Murata, которая развивалась многие годы.
Особенности датчиков:
– высокая чувствительность и превосходное соотношение С/Ш;
– высокая стабильность к температурным изменениям;
– высокая невосприимчивость к внешней помехе;
– высокое отношение качество-цена.
Инфракрасный пироэлектрический SMD датчик Murata IRS-A200ST01
Схема подключения и габаритные характеристики SMD датчика IRS-A200ST01 приведены на рис. 1.8.
Рисунок 1.8 – Габаритные размеры и электрическая схема сенсора
Основные характеристики датчика IRS-A200ST01:
Типовая чувствительность 3.8 мВ (размах напряжения на выходе сенсора при прерывании излучения абсолютно черного тела с температурой 227 °С, находящегося от него на расстоянии 140 мм);
- угол обзора 50°;
- напряжение питания от 2 до 15 В;
- размеры фоточувствительных элементов 2.5×0.55 мм;
- диапазон рабочих температур от -40 до 70 °С;
- температура хранения от -40 до 85 °С;
- возможна пайка оплавлением при температурах до 240°C;
- оптический фильтр 5 мкм;
- габаритные размеры 6.7×5.7×2.6 мм.
Инфракрасные пироэлектрические датчики Murata серии IRA-E7
Схема подключения и габаритные характеристики датчиков Murata IRА-E700ST0 и IRА-E710ST0 приведены на рис. 1.9.
Рисунок 1.9 – Габаритные размеры и электрические схема сенсоров
Основные характеристики датчиков серии IRA-E7:
- типовая чувствительность 4.3 мВ;
- угол обзора 45°;
- напряжение питания от 2 до 15 В;
- размеры фоточувствительных элементов 2×1 мм;
- диапазон рабочих температур от -40 до 70 °С;
- оптический фильтр 5 мкм;
- температура хранения от -40 до 85 °С;
- габаритные размеры 9.2×9.2×4.7 мм.
Температурно компенсированные инфракрасные пироэлектрические датчики Murata серии IRA-E420
Схема подключения и габаритные характеристики датчиков Murata IRА-E420S1, IRА-E420QW1 и IRА-E420SW1 приведены на рис. 1.10.
Рисунок 1.10 – Габаритные размеры и электрические схема сенсоров
Основные характеристики датчиков серии IRA-E420 приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2 – Основные характеристики датчиков серии IRA-E420
| Характеристика | IRА-E420S1 | IRА-E420QW1 | IRА-E420SW1 |
| Типовая чувствительность | 3.4 мВ | 1.3 мВ | 0.45 мВ |
| Угол обзора | 17° | 50° | |
| Напряжение питания | 3…15 В | ||
| Диапазон рабочих температур | -25…70 °С | -25…55 °С | -25…70 °С |
| Температура хранения | -30…100 °С | ||
| Габаритные размеры | 9.2×9.2×4.9 мм | 9.2×9.2×4.5 мм | |
| Оптический фильтр | 1…15 мкм | 4.3 мкм | 4.45 мкм |
Пироэлектрические датчики фирмы Banner Engineerihg cерии М18
Основные характеристики датчиков Banner Engineerihg cерии М18 приведены в табл.1.3 и 1.4.
Таблица 1.3 – Основные характеристики датчиков cерии М18
| Модель | Соединение | Отношение расстояние/размер окна | Чувствительная поверхность |
| M18TUP8 | Кабель | 8:1 | Встроенные линзы |
| M18TUP6E | Кабель | 6:1 | Закрытая пластиковая поверхность |
| M18TUP14 | Кабель | 14:1 | Германиевые линзы |
| M18TUP8Q | Разъем | 8:1 | Встроенные линзы |
| M18TUP6EQ | Разъем | 6:1 | Закрытая пластиковая поверхность |
| M18TUP14Q | Разъем | 14:1 | Германиевые линзы |
Таблица 1.4 – Характеристики датчиков cерии М18 с аналоговым выходом
| Диапазон измеряемых температур, ºC | 0…300 |
| Длина волны, нм | 8…14 |
| Программируемые функции | обучение |
| Выход, В | 0..10 DC |
| Линейность, ºC | ± 2 (0…50 ºC) ±1 (50…300 ºC) |
| Повторяемость, | ± 1% |
| Напряжение питания, В | 12…30 DC |
| Потребляемый ток, мА | < 35 |
| Минимальное сопротивление на выходе, кОм | 2,5 |
| Защита от короткого замыкания | есть |
| Ток утечки, мкА | < 10 |
| Время отклика, мс | 75 |
| Готовность к работе после включения, с | 1,5 |
| Минимальное сопротивление входа обучения, кОм | 3 |
| Время прогрева, мин | 5 |
| Температура окружающей среды, ºC | -20…70 |
| Материал корпуса | Нерж. сталь, пластик, акрил. |
| Соединение | Разъем M12×1 5pinКабель 2м 5-ти ж. |
Схема подключения и габаритные характеристики датчиков Banner Engineerihg cерии М18 приведены на рис. 1.11.
Рисунок 1.11 – Габаритные размеры и схема подключения сенсоров
1.3 Промышленные устройства для дистанционного измерения температуры
На данный момент выпускается множество различных устройств для бесконтактного измерения температуры. Рассмотрим некторые из них:
- устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы CHY Firemate Co CHY 610L изображено на рис. 1.12. Характеристики устройства CHY 610L приведены в табл. 1.5.
Рисунок 1.12 – Внешний вид CHY 610L
Таблица 1.5 – Технические характеристики CHY 610L
| Параметр | Значение |
| Диапазон температур | -20 °С … 260 °С (0 °F … 500 °F) |
| Разрешение | 1 °С; 1 °F |
| Погрешность измерения | ± 3 % от показания или ± 3 °С (6 °F) |
| Тип индикатора | Жидкокристаллический (3 ½) |
| Подсветка дисплея | Есть |
| Формат индикации | 4 разряда (максим. значение 1999) |
| Оптическое разрешение (D : S) | 10 : 1 |
| Коэффициент излучения | Фиксированный 0,95 |
| Удержание показаний | 15 с |
| Время установления | 1 с |
| Скорость измерения | 2,5 раза в секунду |
| Лазерный указатель | Активируется или отключается оператором |
| Условия эксплуатации | 0 °С … 50 °С, отн. влажность не более 80 % |
- устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы CEM DT-8866 изображено на рис. 1.13. Характеристики устройства DT-8866 приведены в табл. 1.6.
Рисунок 1.13 – Внешний вид DT-8866
Таблица 1.6 – Технические характеристики DT-8866
| Параметр | Значение |
| Диапазон температур | -35 °С … 550 °С |
| Разрешающая способность | 0.1 °С |
| Оптическое разрешение | 10:1 |
| Изменение коэффициента излучения измеряемых поверхностей | Регулируемый 0.10 … 1.0 |
| Погрешность | ± 1% |
| Время отклика | не более 300 мс |
| Спектральная чувствительность | 8-14 мкм |
- устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы АКИП АКИП-9301 изображено на рис. 1.14. Характеристики устройства АКИП-9301 приведены в табл. 1.7.
Рисунок 1.14 – Внешний вид АКИП-9301
Таблица 1.7 – Технические характеристики АКИП-9301
| Параметр | Значение |
| Диапазон температур | -20 °С … 500 °С |
| Разрешение | 0,2 °С; |
| Погрешность измерения | ± 3 % (100…500°С), ± 2 °С (-20…100°С) |
| Диапазон ИК волн | 5 ... 14 мкм |
| Тип индикатора | Жидкокристаллический (3 ½) |
| Подсветка дисплея | Светодиодная |
| Формат индикации | 4 разряда |
| Оптическое разрешение | 8:1 |
| Коэффициент излучения | 0,95 (фиксированный) |
| Время установления | 500 мс |
| Воспроизводимость | ±1% от показания |
| Источник питания | 9 В типа "Крона", срок службы 15 ч |
| Условия эксплуатации | 0 °С... 50 °С, относительная влажность не более 95 % |
- устройство для бесконтактного измерения температуры фирмы АКТАКОМ АТТ-2520 изображено на рис. 1.15.