Elektrikli ekipmanın çalışması sırasında temassız sıcaklık ölçümü

Tüm elektrikli cihazlar, kabloları ve ekipmanı daha da ısıtan bir elektrik akımı geçirerek çalışır. Bu durumda normal çalışma sırasında sıcaklığın arttırılması ile bir kısmının çevreye atılması arasında bir denge kurulur.

Temas kalitesi bozuksa mevcut akış koşulları bozulur ve sıcaklık yükselir, bu da arızaya neden olabilir. Bu nedenle, karmaşık elektrikli cihazlarda, özellikle enerji işletmelerinin yüksek voltajlı ekipmanlarında, canlı parçaların ısınmasının periyodik olarak izlenmesi gerçekleştirilir.

Yüksek voltajlı cihazlar için güvenli bir mesafede temassız bir yöntemle ölçümler yapılır.

Uzaktan sıcaklık ölçümünün ilkeleri

Her fiziksel beden, atomların ve moleküllerin hareketine eşlik eder. elektromanyetik dalgaların emisyonu… Nesnenin sıcaklığı, bu işlemlerin yoğunluğunu etkiler ve değeri, ısı akışının değeri ile tahmin edilebilir.

Temassız sıcaklık ölçümü bu prensibe dayanmaktadır.

"T" sıcaklığına sahip bir prob kaynağı, çevredeki alana, ısı kaynağından uzakta bulunan bir termal sensör tarafından algılanan bir ısı akışı "F" yayar. Bundan sonra, dahili devre tarafından dönüştürülen sinyal "I" bilgi panelinde görüntülenir.

Kızılötesi radyasyonla ölçen sıcaklığı ölçen cihazlara kızılötesi termometreler veya kısaltılmış adları "pirometreler" denir.

Doğru çalışmaları için, yaklaşık 0,5-20 mikronluk bir alan olan elektromanyetik dalga ölçeğindeki ölçüm aralığının doğru belirlenmesi önemlidir.

Ölçüm kalitesini etkileyen faktörler

Pirometrelerin hatası bir dizi faktöre bağlıdır:

1. nesnenin gözlemlenen alanının yüzeyi doğrudan gözlem alanında olmalıdır;
2. ısı sensörü ile ısı kaynağı arasındaki toz, sis, buhar ve diğer nesneler, optik üzerindeki kir izlerinin yanı sıra sinyali zayıflatır;
3. İncelenen vücudun yüzeyinin yapısı ve durumu, kızılötesi akı yoğunluğunu ve termometrenin okumalarını etkiler.

Üçüncü faktör, emisyondaki değişim grafiğini açıklıyor mu? dalga boyunun.

Siyah, gri ve renkli yayıcıların özelliklerini gösterir.

Siyah bir malzemenin kızılötesi radyasyon yeteneği Фs, diğer ürünleri karşılaştırmak için temel alınır ve 1'e eşit alınır. Diğer tüm gerçek maddelerin katsayıları ФR, 1'den küçük olur.

Uygulamada, pirometreler gerçek nesnelerin radyasyonunu ideal bir yayıcının parametrelerine dönüştürür.

Ölçüm aşağıdakilerden de etkilenir:

• ölçümün yapıldığı kızılötesi spektrumun dalga boyu;

• test maddesinin sıcaklığı.

Temassız sıcaklık ölçer nasıl çalışır?

Bilgi verme ve işleme yöntemine göre, yüzey ısıtmanın uzaktan kontrolü için cihazlar şu şekilde ayrılır:

• pirometreler;

• termal kameralar

Pirometre cihazı

Geleneksel olarak, bu cihazların bileşimi blok blok sunulabilir:

• optik sistem ve yansıtıcı ışık kılavuzlu kızılötesi sensör;

• alınan sinyali dönüştüren bir elektronik devre;

• sıcaklığı gösteren bir ekran;

• güç düğmesi.

Termal radyasyon akışı, bir optik sistem tarafından odaklanır ve termal enerjinin kızılötesi radyasyonla orantılı bir voltaj değerine sahip bir elektrik sinyaline birincil dönüşümü için aynalar tarafından bir sensöre yönlendirilir.

Elektrik sinyalinin ikincil dönüşümü elektronik cihazda gerçekleşir, ardından ölçüm ve raporlama modülü ekranda bilgileri kural olarak görüntüler. dijital form.

İlk bakışta, kullanıcının uzaktaki bir nesnenin sıcaklığını ölçmesi gerektiği anlaşılıyor:

• düğmeye basarak cihazı açın;

• araştırılacak nesneyi belirtin;

• ifade almak

Bununla birlikte, doğru ölçüm için sadece okumaları etkileyen faktörleri dikkate almak değil, aynı zamanda cihazın optik çözünürlüğü ile belirlenen nesneye doğru mesafeyi seçmek de gereklidir.

Pirometreler, özellikleri, kullanıcıların rahatlığı için, ölçüm nesnesine olan mesafe ile kontrol edilen yüzeyin kapsama alanı arasındaki ilişki için seçilen farklı görüş açılarına sahiptir. Örnek olarak, resimde 10:1 oranı gösterilmektedir.

Bu özellikler birbiriyle doğru orantılı olduğundan, doğru sıcaklık ölçümü için sadece cihazı nesneye doğru bir şekilde yönlendirmek değil, aynı zamanda ölçülen alanın alanını seçmek için mesafeyi seçmek de gereklidir.

Optik sistem daha sonra çevredeki nesnelerden gelen radyasyonun etkisini dikkate almadan istenen yüzeyden gelen ısı akışını işleyecektir.

Bu amaçla, geliştirilmiş pirometre modelleri, termal sensörü nesneye yönlendirmeye yardımcı olan ve gözlenen yüzey alanının belirlenmesini kolaylaştıran lazer tanımlamalarıyla donatılmıştır. Farklı çalışma prensiplerine ve farklı hedefleme doğruluğuna sahip olabilirler.

Tek bir lazer ışını, kontrol edilen alanın merkezinin konumunu yalnızca yaklaşık olarak gösterir ve sınırlarının kesin olmayan bir şekilde belirlenmesini mümkün kılar. Ekseni, pirometre optik sisteminin merkezine göre kaydırılmıştır. Bu bir paralaks hatası verir.

Koaksiyel bir yöntem bu dezavantajdan yoksundur - lazer ışını, cihazın optik ekseni ile çakışır ve ölçülen alanın merkezini doğru bir şekilde gösterir, ancak sınırlarını belirlemez.

Kontrol edilen alanın boyutlarının bir göstergesi, çift lazer ışını ile hedef işaretçide sağlanır... Ancak nesneye küçük mesafelerde, hassasiyet alanının başlangıçtaki daralması nedeniyle bir hataya izin verilir. Bu dezavantaj, kısa odak uzaklığına sahip lenslerde çok belirgindir.

Çapraz lazer gösterimleri, kısa odaklı lenslerle donatılmış pirometrelerin doğruluğunu artırır.

Tek bir dairesel lazer ışını, gözlem alanını belirlemenizi sağlar, ancak aynı zamanda paralaksa sahiptir ve kısa mesafelerde cihazın okumalarını abartır.

Dairesel bir hassas lazer işaretleyici en güvenilir şekilde çalışır ve önceki tasarımların tüm dezavantajlarından muaftır.

Pirometreler, diğer bilgilerle desteklenebilen bir metin sayısal görüntüleme yöntemini kullanarak sıcaklık bilgilerini görüntüler.

Isı yalıtım cihazı

Bu sıcaklık ölçüm cihazlarının tasarımı pirometrelerinkine benzer. Kızılötesi radyasyon akışının alıcı elemanı olarak hibrit bir mikro devreye sahiptirler.

Işığa duyarlı epitaksiyel katmanıyla, ışığa duyarlı epitaksiyel katmanıyla ağır katkılı bir alt tabakadan IR akısını algılar.

Hibrit mikro devreli bir termal kamera alıcısının cihazı fotoğrafta gösterilmektedir.

Termal kameraların matris dedektörlere dayalı termal hassasiyeti, sıcaklığı 0,1 derecelik bir doğrulukla ölçmenizi sağlar. Ancak, yüksek doğruluğa sahip bu tür cihazlar, karmaşık laboratuvar sabit kurulumlarının termograflarında kullanılır.

Bir termal kamera ile çalışmanın tüm yöntemleri, bir pirometre ile aynı şekilde gerçekleştirilir, ancak ekranında, tüm parçaların ısınma durumu dikkate alınarak halihazırda revize edilmiş bir renk gamında sunulan elektrikli ekipmanın bir resmi görüntülenir.

Termal görüntünün yanında renkleri bir sıcaklık cetveline dönüştürmek için bir ölçek bulunur.

Bir pirometre ile termal kameranın performansını karşılaştırdığınızda aradaki farkı görebilirsiniz:

• pirometre, gözlemlediği alandaki ortalama sıcaklığı belirler;

• termal kamera, izlediği alanda bulunan tüm bileşenlerin ısınmasını değerlendirmenizi sağlar.

Temassız sıcaklık ölçerlerin tasarım özellikleri

Yukarıda açıklanan cihazlar, elektrikli ekipmanın birçok çalışma yerinde tutarlı sıcaklık ölçümlerine izin veren mobil modeller ile temsil edilir:

• güç ve ölçüm transformatörleri ve anahtarlarının girişleri;

• yük altında çalışan ayırıcıların kontakları;

• veri yolu sistemlerinin montajları ve yüksek gerilim şalt cihazlarının bölümleri;

• havai elektrik hatlarının bağlantı tellerinin ve elektrik devrelerinin diğer komütasyon yerlerinin bağlantı yerlerinde.

Bununla birlikte, bazı durumlarda elektrikli ekipman üzerinde teknolojik işlemler yapılırken, temassız sıcaklık ölçerlerin karmaşık tasarımlarına gerek yoktur ve kalıcı olarak kurulan basit modellerle başa çıkmak oldukça mümkündür.

Bir doğrultucu uyarma devresi ile çalışırken jeneratör rotor sargısının direncini ölçme yöntemi buna bir örnektir. İçinde büyük AC bileşenleri indüklendiğinden, ısınmasının kontrolü sürekli olarak gerçekleştirilir.

Uyarma bobinindeki sıcaklığın uzaktan ölçümü ve gösterimi, dönen bir rotor üzerinde gerçekleştirilir. Termal sensör, en uygun kontrol bölgesinde kalıcı olarak bulunur ve ona doğru yönlendirilen ısı ışınlarını algılar. Dahili devre tarafından işlenen sinyal, bir ibre ve bir ölçekle donatılabilen bir bilgi görüntüleme cihazına gönderilir.

Bu prensibe dayalı şemalar nispeten basit ve güvenilirdir.

Amaca bağlı olarak, pirometreler ve termal kameralar cihazlara ayrılır:

• çok sıcak nesneleri ölçmek için tasarlanmış yüksek sıcaklık;

• donma sırasında parçaların soğumasını bile kontrol edebilen düşük sıcaklık.

Modern pirometrelerin ve termal kameraların tasarımları, iletişim sistemleri ve bilgi iletimi ile donatılabilir. RS-232 veriyolu uzak bilgisayarlarla.