Излучательная способность (коэффициент излучения)

Коэффициент излучения (называемый иногда «степень черноты») характеризует способность поверхности тела излучать инфракрасную энергию. Этот коэффициент определяется как отношение энергии, излучаемой конкретной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре.

Он может принимать значения от очень малых, ниже 0,1 до близких к 1. ИК термометры, как правило, дают возможность устанавливать для каждого объекта свой коэффициент излучения. Неправильный выбор коэффициента излучения – основной источник погрешности для всех пирометрических методов измерения температуры. Как выбрать степень черноты? Существуют справочные таблицы, показывающие степень черноты для различных материалов и различной обработки поверхности. Таблицы для некоторых распространенных материалов приведены в приложении Б.

 

Поверка пирометра

 

 

Поверка пирометра “ OPtris LS ” проводится в соответствии с МП 2412-0036-2010 “Пирометры “Sight” модификаций MS, MSРlus, MSРro, LS. Методика поверки”.

В методике поверки пирометра “ OPtris LS ” рекомендуются следующие методы определения неизвестного коэффициента излучения:

1. Определение действительной температуры объекта с помощью контактного датчика - термопары, термометра сопротивления и т.д. Затем измеряется температура при помощи пирометра и подбирается такую степень черноты, чтобы показания пирометра совпали с показаниями контактного датчика (термопары).

2. При сравнительно низких температурах объекта (до 250°С) на участок поверхности объекта наклеивается лента черного цвета (например, электроизоляционная). Затем измеряется температура ленты при помощи пирометра при установленной степени черноты 0,95. После этого измеряется с помощью пирометра незакрытая лентой часть объекта и подбирается такая степень черноты, чтобы показания пирометра совпали с результатом измерения ленты.

3. Если часть объекта может быть окрашена, дополнительно окрашиваем ее матовой черной краской, которая имеет степень черноты около 0,98. Затем производятся измерения температуры окрашенного участка при помощи пирометра при установленной степени черноты 0,98. После этого измеряется с помощью пирометра неокрашенная часть объекта и подбирается такая степень черноты, чтобы показания пирометра совпали с результатом измерения на окрашенном участке. [5].

 

 

3 РАБОТА С ПИРОМЕТРОМ “OPTRIS LS”

 

Состав прибора (рисунок 3.1):

 

1. Объектив

2. Переключатель фокуса 5Р/СР

3. Гнездо для штатива

4. Триггер

5. Дисплей

6. Кнопки Вверх (Up) / Вниз (Down)

7. Клавиши режимов Mode I/II

8. Рукоятка с отсеком питания

9. USВ разъем

10. Гнездо для контактного термометра

 

Рисунок 3.1 Состав прибора

 

Подготовка к включению пирометра:

1. Вставьте 2 батареи типа АА, LR6 (с соблюдением полярности) в батарейный отсек.

2. Отсек элементов питания находится в рукоятке прибора под быстросъёмной крышкой

3. Для того чтобы открыть отсек питания, осторожно сдвиньте крышку на левой стороне рукоятки по направлению стрелки, установите батарейки (ориентация показана на внутренней стороне батарейного отсека) и закройте крышку.

4. При разряде батареек, на дисплее появляется символ низкого заряда батарей. При мигающем символе разряда, необходимо немедленно заменить батарейки

Дисплей и информация о статусе показаний, выводимых на дисплей (рисунок 3.2 и рисунок 3.3).

 

 

Рисунок 3.2 Показания дисплея:

1. Информация о состоянии прибора

2. Верхняя часть дисплея: (функции Мах/Мin/Dif/Аvg-температуры)

3. Основной дисплей: ИК температура и единица измерения (°С/°F)

4. Нижняя часть дисплея: коэффициент излучения, Ноld, температура контактного пробника, комментарии, номер значения в памяти

5. Установка режимов Mode I и Mode II, кнопки увеличения Ù / уменьшения Ú показаний

6.Боковой графический дисплей температуры

7.Кнопки вверх/вниз

8. Кнопки режима

 

Рисунок 3.3 Информация о статусе показаний

Порядок проведения измерений

 

Удерживая пирометр, как показано на рисунке 3.4, наведите его на объект. Нажмите на триггер (1) и держите его - при включенном лазере место положения и реальный размер пятна измерения будут показаны на поверхности измеряемого объекта. На дисплее (2) появляется значение температуры поверхности объекта.

 

Рисунок 3.4 Проведения измерений при горизонтальном положении пирометра	Рисунок 3.5 Проведения измерений при вертикальном положении пирометра

 

Пирометр можно использовать в вертикальном положении (направление вниз). В таком положении легко можно измерить элементы электронных плат. Держите прибор, как показано на рисунке 3.5. При положении переключателя дисплея в режим Auto (по умолчанию), или в On, кнопка режима Моdе I имеет автоматическую функцию триггера (1), и показания на дисплее (2) поворачиваются на 180° (Поворот дисплея). При вертикальном положении прибора, в связи с переключением дисплея, положение кнопок режима (I и II) будет изменяться.

Измеренная температура (рисунок 3.5) отображается на главном дисплее (1).На верхнем дисплее показана макс, температура (2), на нижнем дисплее – значение коэффициента излучения (3). Графический дисплей в правой части (4) показывает тренд температуры. Шкала устанавливается автоматически в пределах между минимальным значением и максимальным значением

HOLD: функция удержания показаний. Значение температуры сохраняется на дисплее в течение 7 секунд после отпускания триггера. На дисплее появляется слово HOLD.

Если после истечения этого времени не было нажато ни одной кнопки, прибор автоматически отключается.

 

Рисунок 3.6 Отображение полученной информации после измерения

 

После измерения, поочередно могут быть отображены следующие функции (нажатием кнопки Up Ù) /начиная с режима HOLD.

 

 

Рисунок 3.6 Отображение функций после измерения: МАХ - наивысшее измеренное значение температуры, MIN-наименьшее измеренное значение температуры, AVG- среднее из измеренных значений температуры,DIF-разность между минимальным и максимальными значениями.

 

Эти значения отображаются на основном дисплее и маркируются символами > и <. Текущее значение температуры (в режиме удержания показаний HOLDпоследнее измеренное значение) будет отображаться вверху над основным дисплеем.

Последнее измеренное значение будет сохраняться в пирометре и после его выклю­чения. Для отображения последнего измеренного значения, пожалуйста, нажмите кнопку I или II при выключенном приборе. Прибор отобразит значение в режиме удержания HOLD,

Для подсветки дисплея нажмите и удерживайте триггер и затем нажмите кнопку режима Mode I, для включения/выключения под­светки дисплея. На дисплее мигает символ для подтверждения включения подсветки. Значение по умолчанию: Оn (включено). Для включения или выключения лазерного прицела нажмите и удерживайте триггер и затем нажмите кнопку режима Mode II/ Символ лазера на дисплее (только при нажатом триггере) показывает, что лазер включен. Значение по умолчанию: Оn (включено).

Оптика.

Пирометр LS оснащен перестраиваемой оптикой. Два возможных режима работы обозначаются как SF (стандартный фокус) и CF (близкий фокус) соответственно(смотри рисунок 2.5.). В режиме SF (стандартный режим измерений) могут быть измерены объекты диаметром от 16 мм и более. Лазер с пересекающимися лучами показывает реальный размер измеряемого пятна, на поверхности объекта, независимо от расстояния до объекта и без параллакса.

В режиме "близкий фокус" CF можно измерять объекты размером от 1 мм (в том числе, компоненты электронных схем). В этом режиме двухлучевой лазер показывает пятно измерения на объекте. Лучи лазера сходятся в точке фокуса на рас­стоянии 62 мм от передней плоскости и показывают наименьшее пятно измерения диаметром 1 мм.

Для переключения между режимами "стандартной" и "близкофокусной" оптики, необходимо передвинуть переключатель режимов Optic switch, находящийся рядом с дисплеем, в соответствующее положение.

 

Установка параметров

 

Меню 1.

 

В меню 1 устанавливаются параметры излучения, сигнализации и режим блокировки триггера. Каждая установка или изменение значений, сохраняется при нажатии на триггер или кнопку Моde 1. Для активирования конфигурации меню прибор должен быть в режиме HOLD.

Trigger Þ Save Þ Measure mode, Mode IÞ Save Þ Next menu mode

Если не нажата ни одна из этих кнопок, сделанные установки или изменения не будут сохранены, через 30 секунд при­бор выключается. Значение коэффициента эмиссии e- это постоянная материала, характеризующая его способность излучать ИК энер­гию. Значение e может изменяться от 0 до 1 (от 0 до 100%). Значение по умолчанию- 0,950. Пределы устанавливаемых значений: 0,100...1,100 (при значении > 1,000 = усиление).Нажатие кнопки Up/Вверх увеличивает значение, кнопки Down/Вниз - уменьшает значение.

HOLDÞMode IIÞe flashes ÞUpÞINCREASE e

ÞDownÞINCREASE e

 

 

Рисунок 3.7 Меню 1: Изменение коэффициента эмиссии

 

 

Долговременные измерения (блокировка триггера)

 

Эта функция позволяет проводить непрерывные долговременные измерения температуры без необходимости удержания триггера в нажатом состоянии. Лазер работает только при нажатом триггере. Пределы установки Оn/Off (включено/выключено). По умолчанию- выключено.

HOLDÞIIÞ3хI ÞLock symbol flashes Þ Ù Þ Оn/Off

Þ Ú Þ Оn/Off

 

On:

 

2хI ÞHOLD+Lock ÞTrigger Þ Measurement mode+Lock

Trigger Þ Measurement mode+Lock

 

Выключить данную функцию можно в том же порядке, но начиная из режима Measurement mode+Lock.

 

Регистрация данных (память)

 

Пирометр имеет встроенный регистратор данных с максимальной памятью на 100 значений протоколов измерения. Каждый протокол содержит следующую информацию:

· Номер записи: Р от 0 до 99

· Комментарии

· Значение ИК температуры

· Мах/Мin/Avg/Dif - значения

· Коэффициент излучения

· Температура контактного пробника (если он подключен)

 

Для сохранения любых данных прибор должен быть в режиме HOLD. Вначале измерьте значение температуры, затем отпустите Trigger

 

HOLDÞDownÞDisc symvol+next Pos.[Pxx] ÞUpÞINCREASE Pos.-№

ÞDownÞDECREASE Pos.-№

ÞMode IIÞStoreÞHOLD

 

Если Вы нажмете на триггер, записи данных не произойдет, пирометр перейдет в режим измерения. Если не будет нажата ни одна из кнопок, также записи данных не произойдет, прибор выключится через 20 сек. Если запись данных началась, автоматически показывается следующая свободная позиция для записи. Если выбрана уже занятая позиция, на верхнем дисплее мигает Р. Сохранение данных возможно также осуществить после вызова последнего измеренного значения

 

 

Рисунок 3.8 Пример отображения на дисплее параметра “Регистрация данных”

 

Комментарии

Вы можете присвоить 4-х значный буквенный комментарий любой позиции в регистраторе данных.

Комментарий будет отображаться на нижнем дисплее и имеет следующие установки:

Р000 (для позиции 1) — Р099 (для позиции 100)

В режиме редактирования можно выбрать из 20 предустановленных комментариев (LOC1, LOC2,... BUS1... VAL1 и т.д.)

Для выполнения этого, нужно войти в режим регистрации данных, выбрать нужную по­зицию:

 

 

Имеется возможность добавить собственный комментарий, используя следующие установки: [А...2] [0...9] [-/<>]

 

 

Вызов значений из регистратора данных

 

Для вызова значений из сохраненного протокола данных, необходимо перейти в режим измерения.

 

 

Measur mode Þ Trigger+Down Þ Disc symbol flashes ÞP00+Measurement value+comment

 

 

 

Для выхода из режима регистратора данных, нажмите одновременно триггер и кнопку Вниз. Если не будет нажата ни одна из кнопок, произойдет отключение прибора через 20 сек.

 

Контактный термометр

 

Применение контактного термометра совместно с ИК термометром, позволяет опреде­лить неизвестный коэффициент излучения измеряемого материала.

Пирометр имеет разъем для подключения контактного датчика температуры (располо­женный на конце рукоятки пирометра).

Можно подключить как контактный пробник — термоэлектрический преобразователь типа К комплекта пиро­метра, так и другую термопару типа К. Для отображения на дисплее значений, измеренных контактным термометром необходимо следующее:

 

При повторном нажатии кнопки Up (при нажатом триггере), произойдет переключение к дисплею коэффициента излучения.

При любом включении прибора после того, как он был выключен, коэффициент излуче­ния будет отображен на нижнем дисплее

 

 

Рисунок 3.9 Пример отображения на дисплее параметра “Коэффициент излуче­ния ”

 

Получение результатов эксперимента

 

Подключение пирометра к ПК

 

Соедините пирометр с ПК при помощи USB кабеля, входящего в комплект поставки пирометра. После запуска ПО и установки соединения появится строка состояния ниже временной оси (смотри рисунок 3.10).

 

 

Рисунок 3.10 Пример отображения на дисплее установки соединения пирометра с ПК: COMxx- указывает на порт, к которому подключен компьютер; LS: connected -указывает на удачное подключение с ПК; SF/CF-отображает опцию фокуса (стандартный, близкий).

При невозможности установить соединение, выберите именно тот СОМ порт, к которому подключен пирометр [Menu: Setup/Interface]. Если пирометр подключен к ПК, то порт к которому он подключен, будет помечен как [Infared Thermometer Adapter] (смотри рисунок 3.11).

 

Рисунок 3.11 Пример отображения на дисплее подтверждения установки соединения пирометра с ПК

 

Для загрузки сохраненных данных из пирометра в ПК, нажмите кнопку Logger в меню. Все данные появятся в окне в виде таблицы приведенной на рисунке 3.12. Значения температур превышающих порог сигнализации по верхнему пределу выделены в таблице жирным шрифтом и крас­ным цветом.

Значения температур ниже порог сигнализации по нижнему пределу выделены в таблице жирным шрифтом и синим цветом. При этом в протоколе регистрации данных, считанных с пирометра, предусмотрены следующие сокращения и обозначения:

- Index-порядковый номер измерения;

- Date-дата измерения;

- Time-время измерения;

- TObj- температура объекта;

- TObj Min- минимальная температура объекта;

- TObj Max- максимальная температура объекта;

- TObj Avg-средняя температура объекта;

- TObj Diff- разница между максимальной и минимальной температурой объекта;

- TInt- внутренняя температура пирометра;

- TExt-температура внешнего датчика(если подключен);

- Hi-alarm-значение порога сигнализации по верхнему пределу;

- Lo-Alarm- значение порога сигнализации по нижнему пределу;

- Eps-значение коэффициента излучения;

- Name-название материала или места измерения

 

Рисунок 3.12 Пример отображения на дисплее регистрации данных с пирометра