Pirometry podczerwone

O pirometrach podczerwonych

Zastosowania Pirometrów Przemysłowych

Pirometry przemysłowe są wykorzystywane w wielu różnych gałęziach przemysłu w celu utrzymania prawidłowej kontroli temperatury, jakości produktów i wydajności procesów. W procesach produkcyjnych, które odbywają się w wysokich temperaturach i obejmują wiele etapów, takie procesy jak topienie i formowanie wymagają dokładnych bezkontaktowych pomiarów temperatury, które można łatwo wykonać za pomocą pirometrów, umożliwiających efektywne pomiary temperatury w czasie rzeczywistym.

• Steel Manufacturing: Temperature measurement is critical for processes such as melting, casting, heat treatment, and rolling in production of steel. Throughout production, pyrometers are used to continuously measure temperature of molten metal and the surface of hot steel to ensure thermal control of the material, which is important for the related structural integrity and mechanical strength, and durability of the final steel product. Bad or inconsistent temperature control can lead to defects and performance issues and possible reject of poor products.
• Glass Production: In the glass industry, temperature control must be measured with precision throughout the melting, refining, and forming processes. Melting raw materials, such as silica (sand) into glass is complicated and, in addition to desired optical clarity or lack of translucent shade, it must be strictly controlled for consistency, strength, and chemical stability. In glass production, pyrometers are continuously measure furnace temperatures to ensure glass remains at set thermal ranges so to promote melting uniformity and to minimize or eliminate defects such as bubbles, streaks or distortion.
• Ceramics: In the ceramics sector, temperature control and monitoring is equally important, especially during the firing stage in kiln systems. Pyrometers are utilized for continuous monitoring and control of kiln temperatures to achieve appropriate conditions for sintering and glazing. With accurate temperature measurement, the ceramic material will obtain appropriate hardness, finish, and structural integrity quality. With kiln temperature variation, poor glaze will be formed, product strength will be lowered, or colour quality may be inconsistent.
• Cement Industry:  The temperature of the kiln must be controlled during cement production (for the sake of both building clinker quality and the quality of the final product). To continuously measure the interior temperature of the rotary kiln, pyrometers are utilized so that the operator can increase or decrease heating input as required by the shifting process conditions. This would allow operations to ensure that they do not let a kiln get too hot, nor too cold, both of which would affect the final cement’s strength and composition. Further, monitoring the temperature actively works to reduce fuel/energy input, allowing the operation to improve energy efficiency and reduction.
• Pharmaceutical Industry: Infrared pyrometers in the pharmaceutical sector, provide accurate, non-contact temperature measurements that are needed for temperature-sensitive components, materials, and fragile packaging. The ability for continuous monitoring temperature of products and equipment during manufacturing, packaging, and sterilization is invaluable. The non-contact aspect of pyrometry ultimately protects the integrity of the product, quality assurance, and regulatory compliance without risk of contamination.
• Semi-Conductor Industry: In the semiconductor sector, pyrometers provide precise non-contact temperature measurement during critical processes in wafer fabrication, annealing, and etching. By measuring from infrared radiation, infrared pyrometers can ensure real time monitoring and control leading to consistency in quality of the product and the minimization of defects. Pyrometers are also excellent and very useful in high temperatures environments and under difficult process conditions where contact sensors would typically not be able to provide accurate measurement.

Pirometry przemysłowe są niezbędne do pomiaru temperatury szerokiej gamy materiałów i procesów, w tym stali, szkła, ceramiki i półprzewodników. Ich zdolność do zapewnienia dokładnych, szybkich i nieinwazyjnych pomiarów temperatury sprawia, że stanowią one podstawę przemysłowej kontroli temperatury, znacząco wpływając na jakość produktów i wydajność procesów.

Kilka zalet pirometrii bezkontaktowej: -

• Rejestruje temperaturę w ułamkach sekundy.
• Wymaga mniej konserwacji, a tym samym ma dłuższą żywotność.
• Może być używana do pomiaru temperatury obiektów ruchomych.
• Ponieważ nie ma bezpośredniego kontaktu z obiektem pomiarowym, można mierzyć wysokie temperatury.
• Ponieważ jest to technika bezkontaktowa, nie powoduje mechanicznego uszkodzenia obiektu pomiarowego.

Zakres widmowy

(Zakres spektralny jest również określany jako „odpowiedź spektralna”).

Zakres spektralny termometru na podczerwień określa zakres długości fal, na które urządzenie jest czułe. Producenci mogą podawać ten zakres w różny sposób, ale powszechnie stosowanym podejściem jest podawanie długości fal, przy których odpowiedź urządzenia osiąga 50% swojej maksymalnej mocy wyjściowej, znanej jako pełna szerokość w połowie maksymalnej wartości (FWHM). 

• W przypadku pomiarów w niskich temperaturach najczęściej stosowanym zakresem spektralnym w zastosowaniach przemysłowych, naukowych, medycznych i komercyjnych jest zakres 8–14 µm. Zakres ten jest często określany jako szerokopasmowy zakres spektralny o długiej długości fali.
• W przypadku pomiarów w wysokich temperaturach powszechnie stosuje się pasma spektralne 1 µm i 1,6 µm. Są one zazwyczaj klasyfikowane jako wąskopasmowe zakresy spektralne o krótkiej długości fali.

Chociaż nie ma powszechnie przyjętej definicji terminów „szerokopasmowy” lub „wąskopasmowy”, w praktyce za wąskopasmowy zakres spektralny uważa się zazwyczaj zakres o szerokości poniżej 0,5 µm.

Wybór zakresu spektralnego ma kluczowe znaczenie, ponieważ determinuje on dokładność i przydatność pomiaru temperatury w zależności od zakresu temperatur i emisyjności materiału.

Dlaczego zakres spektralny jest istotny?

W większości zastosowań zakres spektralny jest precyzyjnie dobierany tak, aby pokrywał się z emisją podczerwieni z materiałów niebędących ciałami stałymi, takich jak szkło, cienkowarstwowe polimery lub gorące gazy spalinowe.

Na przykład podczas pomiaru temperatury gazu spalinowego w komorze spalania odczyt jest dokonywany przez kolumnę cząsteczek gazu, a nie przez konkretną powierzchnię lub część strumienia gazu.

Wybór odpowiedniego zakresu spektralnego ma również kluczowe znaczenie podczas pomiaru zmian emisyjności na powierzchniach metalowych. W przeciwieństwie do pomiaru gazów spalinowych, istnieje wiele zastosowań, w których kluczowe znaczenie ma widoczność przez gazy spalinowe, co wymaga innego zakresu spektralnego.