Infra hőmérsékletmérők
A hőmérséklet mind az emberi környezetben, mind ipari viszonyok között – különösen bizonyos érzékeny technológiáknál – az egyik legfontosabb jellemző.
Ez nagyon magától értetődően hangzik. Közel sem mindig ilyen egyszerű azonban a megmérése. Egyrészt – mondjuk egy irodaépület esetében a fűtési rendszer vizsgálata során – a szobahőmérsékletek sorozatmérésénél is gondot jelenthet a hagyományos hőmérők, hőérzékelők viszonylagos lassúsága. Másrészt a villamosság, vagy az ipar egyéb területein a mérési helyen, a mérendő tárgy környezetében uralkodó viszonyok sokszor nem teszik lehetővé, hogy méréshez szükséges érintési távolságba kerüljünk.
További problémát okozhat, hogy amikor az érzékelővel a mérendő felszínnel kontaktusba kerülünk, akkor beavatkozunk a termikus rendszerbe. Az adott felületről hőt vezetünk el, és a beálló hőmérséklet, melyet leolvasunk, egy új, egy másik stacionárius állapot eredménye lesz, mely állapot kialakulásában – többek között – a mért anyag hővezetési tényezője is jelentős szerepet játszik, s amely állapot nagy valószínűséggel többé-kevésbé különbözik az eredetitől, következésképpen a hőmérséklet azonosságában sem lehetünk bizonyosak.
Nehézséget okozhat még a szokásos érzékelők célszerű elhelyezése, magas hőmérsékletek esetén a nem elégséges hőmérséklet-állóság, s gyakran az is, hogy „pontszerű” információt szolgáltatnak. Vagyis térbeli hőmérsékleti kép, hőmérsékleti eloszlás megismeréséhez (például egy alagútkemencében, vagy egy gyártás közben lévő fémlapon) jelentősen növelni kellene az eszközök számát, aminek nyilván vannak korlátai. A fizikai törvényszerűségek egyre jobb megismerése, az anyagtechnológia, az elektronika, és az érzékelőgyártás fejlődése mára lehetővé tette, hogy egyre kisebb, gyorsabb, érzékenyebb, pontosabb, egyre szélesebb érzékelési tartományú és nem utolsó sorban egyre olcsóbb „infravörös sugárzás mérésének elvén működő”, azaz infrahőmérő álljon laikusok és szakemberek rendelkezésére.
Az infra homérsékletmérés műszaki szempontjai
A mérés sebességével valószínűleg nem lesz gondunk, hiszen éppen ez az infrahőmérők egyik nagy előnye a hagyományos technikával szemben. Alapszintű típusoknál is két-háromszáz milliszekundumon belül eredményt kapunk. Vannak olyan modellek számosan, amelyek sokkal gyorsabbak (1–10 ms), s léteznek olyan különleges konstrukciók is, amelyeknél 10 µs-on belül előáll a hőmérsékletérték.
Az eredmény leolvasása hordozható pyrométereknél természetszerűleg a műszer kijelzőjén történik. A fixen szerelt berendezéseknek viszont általában valamilyen analóg illetve analóg egységjel kimenetük van. A digitális pyrométerek pedig a – rendszerint skálázható – analóg jelen kívül RS232 vagy RS485 felületet is biztosítanak.
Infrahőmérő vagy infra hőérzékelő vásárlásakor a mérni kívánt hőmérséklettartományon, a kívánt pontosságon kívül nagyon fontos paraméter az ún. „pászmaarány”, azaz a mérési távolság és a „látott” körfelület átmérőjének az aránya. (Képzeljünk el egy zseblámpát, amivel a falra világítunk: ha közelebb megyünk, kisebb lesz a fénykör, ha távolabb, akkor nagyobb. Az infrahőmérő is így viselkedik, csak a sugárzás iránya fordított: az eszköz „begyűjti” a hősugárzást a „látott” felületről.) A mérési távolságot, ill. annak lehetséges tartományát gyakran meghatározzák a használat körülményei.
A mérendő tárgyak mérete, mérettartománya is általában adott, így ezek alapján kell egy adott választékból a legmegfelelőbb fókusztávolságú optikával rendelkező eszközt megtalálni. S itt a helyes szemlélet kialakításának érdekében ki kell emelni: az infra hőmérő a „látott” körfelület átlaghőmérsékletét fogja mérni (bár ez alól vannak kivételek – ezt is jó tudni...). Emiatt pedig a pontos méréshez a céltárgynak, illetve a céltárgy mérendő felületrészének – az adott távolságon – teljesen ki kell töltenie a „látómezőt”. A pontos célzás tehát nagyon lényeges, ezért a gyártók (a legolcsóbb modelleket kivéve) lézeres célzófényt, vagy optikai, esetleg videokamerás keresőt építenek be.
Amire még az infrás méréseknél esetenként nagyon oda kell figyelni: a mérendő felület anyaga és milyensége. Ahhoz ugyanis kapcsolódik az úgynevezett emissziós tényező, mely egy fizikai jellemző és azt adja meg, hogy egy test mennyire képes kisugározni a belső energiáját hősugarak formájában. A legtöbb anyag esetében az értéke 0,95 körül van (ezért a legolcsóbb, fix emissziós tényezőjű infrahőmérők erre az értékre vannak beállítva).
A fémekkel azonban vigyázni kell, mert – különösen az alacsony hőmérséklet-tartományban – rendkívül kicsi az emissziós tényezőjük! Ráadásul egy fényes, tiszta fémfelület nagyon jól tükrözi a hősugarakat, s mivel a környezetünk tele van ilyen sugárforrásokkal (pl. a pyrométert tartó kezünk, vagy a testünk), pontos mérés nem végezhető. A szerencse az, hogy a gyakorlatban ilyen fényes, tiszta fémfelület viszonylag ritkán fordul elő. Festékkel, lakkal, oxidréteggel, rozsdával, zsírral, egyéb szennyeződéssel gyakrabban találkozunk, vagy a mérés érdekében ilyen anyagokat, vagy akár egy szigetelőszalag- darabot felvihetünk, illetve feltehetünk a problémás felületre. A másik segítő gondolat, hogy sok esetben nem pontos hőmérsékleti értékre, hanem hőmérséklet- különbségekre vagyunk kíváncsiak.
Tehát ha egy háromfázisú villamos berendezés infrás ellenőrzésénél az egyik fázis berendezésein feltűnően magasabb hőmérsékletet tudok kimutatni a másik kettőhöz képest, akkor nem kell az egzakt hőmérsékleti érték ahhoz, hogy tudjuk, hogy meg kell vizsgálni a dolgot. Telepített pyrométerek üzemi, illetve melegüzemi alkalmazásánál a beszerzéskor számításba kell venni, hogy a műszert esetleg hűteni kell, illetve az optikát meg kell védeni a portól, lerakódó szennyeződésektől. A gyártók gyakorlatilag minden típushoz biztosítanak levegős vagy vizes hűtőköpenyt, valamint légfüggöny-előtétet.
Forrás: ElektroNet
|