Kas ir pirometrs?

Pirmo pirometru izgudroja Džosija Veddžvuds, 18. gadsimta angļu keramiķis. Tas izmantoja porcelāna saraušanos karstumā, lai uzraudzītu aptuveno temperatūru Wedgewood krāsnīs. Keramikas apdedzināšana un temperatūras kontrole krāsnīs joprojām ir viens no pirometrijas galvenajiem lietojumiem mūsdienās. Mūsdienu krāsnis parasti izmanto infrasarkanos pirometrus, kas pazīstami arī kā radiācijas pirometri, lai uzraudzītu to temperatūru.

Infrasarkanie pirometri izmanto infrasarkano un redzamo gaismu, kas izstaro objektu, lai sildītu termopāri – ierīci, kas rada elektrisko strāvu, kas darbina temperatūras mērītāju. Fokusa attālums — punkts, kurā instrumentam ir minimālais punktu nolasīšanas izmērs, un redzes lauks — leņķis, kurā darbojas pirometra optika, ir ļoti svarīgi, lai pareizi darbinātu infrasarkano staru pirometru. Ierīce nosaka vidējo temperatūru apgabalam, ko tā mēra, tādēļ, ja mēramais objekts neaizpilda pirometra redzamības lauku, rodas mērījuma kļūda.

Precīziem mērījumiem ir nepieciešams arī pareizs virsmas emisijas koeficienta novērtējums. Infrasarkanā gaisma, kas nāk no virsmas, faktiski ir trīs faktoru summa: atstarošanās — starojuma proporcija, kas nāk no citurienes un atstarojas no mērītās virsmas; caurlaidība — starojuma proporcija, kas nāk no mērītā objekta aizmugures un iet caur to; izstarojuma koeficients — infrasarkanā starojuma īpatsvars, kas faktiski tiek izstarots no izmērītās virsmas. Šīs trīs vērtības svārstās no nulles līdz vienam, un kopā tās ir viens. Infrasarkanie pirometri vislabāk darbojas, ja izstarojuma koeficients ir tuvu vienam, un tos ir ļoti grūti kalibrēt atstarojošiem metāliem un caurspīdīgām virsmām, kuru izstarojuma koeficients ir 0.2 vai mazāks.

Otrs plaši izmantotais veids ir optiskais pirometrs. Pirmo reizi patentēts Everets F. Morse 1899. gadā, optiskais pirometrs vada strāvu caur kvēldiegu, kas ir savienots ar temperatūras mērītāju. Operators caur okulāru skatās uz kvēldiegu un uz mērīto virsmu. Mainoties strāvai caur kvēldiegu, mainās arī kvēldiega temperatūra. Kad kvēldiega kvēlspuldze sakrīt ar virsmas kvēlspuldzi, temperatūru var nolasīt no mērītāja. Lielākajā daļā lietojumu optiskie pirometri ir aizstāti ar infrasarkanajiem pirometriem, kas piedāvā lielāku precizitāti plašākā temperatūras diapazonā, taču optiskie pirometri joprojām tiek izmantoti, jo īpaši mērot temperatūru relatīvi karstiem un maziem objektiem, piemēram, atlaidinot volframa vadus.