О. В. Бардаков ПІРОМЕТР ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ПОЛУМ’Я THERMALERT TX

ПІРОМЕТР ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ПОЛУМ’Я THERMALERT TX D54

© О. В. Бардаков, 2003

ТОВ НВФ «Харків-Прилад»

www.pribory.com/doc.php?tablename=data_document&id=5743

Метод вимірювання яскравісної температури. Загальна інформація про прилади серії TX. Технічні рішення
використані для реалізації приладу для вимірювання полум’я. Варіанти виконання пірометра.
Метод измерения яркостной температуры. Общая информация о приборах серии TX. Технические решения
использованные для реализации прибора для измерения пламени. Варианты исполнения пирометра.
Method of brightness temperature measurement General information on instruments of the TX series. Technical
solutions used for realization of the instrument for the flame measurement Pyrometer variants

Метод вимірювання яскравісної температури

        Одним із методів вимірювання температури полум’я є метод вимірювання яскравісної температури полум’я. Це один із найпростіших в апаратній реалізації методів вимірювання температури. Найкращими об’єктами для вимірювання температури методом вимірювання яскравісної температури є полум’я з високою концентрацією завислих часток, або полум’я з високим коефіцієнтом поглинання випромінення в робочому спектрального діапазоні пірометра. За таких умов випромінювальна здатність полум’я буде близькою до одиниці, а дійсна температура полум’я буде незначно перевищувати виміряну температуру [1, 2]. Технічна реалізація зазначеного методу вимірювання температури буде приблизно такою. Для вимірювання температури полум’я з високим коефіцієнтом поглинання випромінювання достатньо використовувати пірометр, який працює в такому спектральному діапазоні, в якому полум’я має високий коефіцієнт поглинання. Для вимірювання температури можуть бути використані смуги поглинання газів, що утворюються в результаті згоряння палива. Це можуть бути смуги поглинання таких газів, як CO, CO2, NOx.
Загальна інформація про прилади серії TX

      Прилади серії TX - це прилади, що були розроблені для використання в промислових умовах. Прилади серії TX мають такі загальні технічні характеристики.
      Загальний діапазон вимірюваних температур, що охоплюють стандартні прилади серії TX - від -18 до 2000 °С. Базова похибка: ±1% від виміряної температури в градусах Цельсія, але не менше ніж ±1,4 °С. Роздільна здатність: моделі LT - 0,1 ° С, всі інші моделі - 1 °С. Відтворюваність: ±0,5 %, але не менше ніж 0,7 °С. Час реакції системи: 165 мс (модель HT: 100 мс; модель G5: 65 мс). Приймач випромінювання: термоелемент.
      Існує два типи приладів серії TX - стандартні датчики й “інтелектуальні ” датчики, які мають змогу обмінюватися даними з комп’ютером по протоколу HART.

     Основні переваги “ інтелектуальних” датчиків: можливість підключення до комп’ютера, можливість об’єднання багатьох датчиків (до 15) в багатоточкову мережу, можливість калібрування датчика для необхідного діапазону вимірюваних температур.
     Такі можливості “інтелектуальних” датчиків дали змогу робити недорогі “нестандартні ” датчики пристосовані до потреб замовника. Для виготовлення нестандартного датчика обирається одна із стандартних моделей з відповідним діапазоном вимірюваних температур, в якій можуть бути встановлені спектральні фільтри для потрібного робочого спектрального діапазону, і може бути проведено калібрування датчика для необхідного діапазону.
       Технічні рішення використані для реалізації приладу для вимірювання полум’я
       В якості бази для побудування пірометра для вимірювання полум’я було обрано стандартний “ інтелектуальний” датчик TXS G5 із діапазоном вимірюваних температур 250 ... 1650 °С, показником візування 33:1, фокусною відстанню 1520 мм, робочим спектральним діапазоном 4,8 ... 5,3 мікрон, призначений для вимірювання температури поверхні скла.
       Для вимірювання температури газу було обрано вузьку спектральну смугу поглинання CO2 на довжині хвилі 4,24 мікрон.

Рисунок 1 -Загальний вигляд пірометрів Thermalert TX

      Пірометр було побудовано за допомогою заміни стандартного спектрального фільтра на вузькосмуговий фільтр на довжину хвилі 4,24 мікрон. Потім проводиться стандартне калібрування побудованого пірометра в стандартному для моделі G5 діапазоні вимірюваних температур від 250 до 1650 °С. Для вимірювання температури факелу полум’я при відсутності додаткових засобів вимірювання температури полум’я рекомендується використовувати значення випромінювальної здатності близьке до 1. Точне значення випромінювальної здатності рекомендується визначати за допомогою порівняння температури виміряної пірометром із значенням температури, виміряним яким-небудь альтернативним методом, наприклад за допомогою відсмоктувального пірометра.
       Варіанти виконання пірометра

      Окрім моделі D54 фірма Raytek пропонує також використання моделей, що працюють на інших довжинах хвиль. Існують моделі, які працюють на довжині хвилі поглинання NOx 4,47 мікрон (D51), а також на довжині хвилі поглинання CO 6,46 мікрон (D52). Застосування тої чи іншої моделі залежить від складу палива і складу продукт його згоряння, а також від конкретних умов роботи устаткування, в якому необхідно проводити вимірювання температури факела полум’я. Модель D54 було запропоновано як модель, що дає найбільш стабільні експериментальні результати вимірювання температури.

Лiтература

1. Геращенко О.А., Гордова А.Н. и др. Температурные измерения: Справочное издание. -Киев: Наук. думка, 1989.-704 с. 2. Линевег Ф. Измерение температур в технике: Справочное издание. / Пер. с нем. - М. : Металлургия, 1980.- 544 с. 3. Thermalert TX Series. Operator’s manual. // Raytek, 2002