|
Выбор пирометра по показателю визирования
|
Важной эксплуатационной характеристикой является показатель визирования
(оптическое разрешение) пирометра, который можно определить, как отношение
расстояния до объекта к диаметру пятна (круга) на поверхности объекта,
излучение с которого регистрируется пирометром.
При этом в числовом выражении это может быть записано, например, как
100:1. Поле зрения пирометра – это диаметр пятна (круга) на поверхности
объекта, с которого принимается излучение. Оно будет разным в зависимости от
расстояния до объекта.
Необходимая точность измерения
обеспечивается в случаях, когда размер объекта больше поля зрения пирометра.
Индицируемая пирометром температура будет не верна, если размер объекта меньше
поля зрения. Так как объект, температура которого должна быть измерена, не
заполняет все поле зрения, пирометр принимает излучение от других объектов
окружающей среды, температура которых может отличаться от температуры
измеряемого объекта, что и приводит к погрешности измерения.
Но даже тогда, когда поле зрения пирометра полностью перекрыто объектом,
существует небольшая зависимость точности измерения от расстояния до объекта.
Так как калибровка пирометра по абсолютно черному телу осуществляется на
определенном расстоянии, то и максимальная точность измерения достигается при
измерении температуры объекта на этом расстоянии.
В пирометрах серии КМ формируются поля
зрения 2-х типов. В первом случае минимальное поле зрения может быть меньше
входного зрачка пирометра (см. Рис.1).
Dmin – минимальный диаметр на расстоянии
Lmin
до объекта, который может быть измерен при данном фокусном расстоянии
оптической системы и размере приемной площадки. На расстояниях, отличных от Lmin, измеряемый диаметр возрастает.
При приближении к объекту вплотную измеряемый диаметр увеличивается до размеров
входного зрачка пирометра.
Строго говоря, приведенное выше определение
показателя визирования справедливо лишь для расстояния до объекта, равного Lmin.
При расстояниях до объекта, больших Lmin , оно применимо с определенной
погрешностью.
Изначально при настройке пирометра минимальный диаметр может быть
сформирован на разном расстоянии от самого пирометра. При этом он будет иметь
разное значение. Так, при одном и том же показателе визирования 100:1,
в разных пирометрах минимальный диаметр
может быть равен 10мм (сформирован на 1м) и 30мм (сформирован на 3м).
Необходимо понимать, что пирометр, оптимизированный для измерения малоразмерных
объектов на небольших расстояниях, мало подходит для измерения объектов на
больших расстояниях и наоборот. Исключение составляют пирометры, имеющие
перестраиваемый фокус. Но даже пирометр с неперестраиваемым фокусом в определенных
случаях (если это позволяют размеры
объекта) можно использовать для измерения температуры, как на малых, так и на больших
расстояниях, но при этом необходимо правильно сформировать поле зрения.
Во втором случае минимальное поле зрения равно диаметру входного зрачка
пирометра и с увеличением расстояния до объекта непрерывно возрастает (см.
Рис.2).
При этом на расстоянии до объекта Lоб формируется поле зрения Dоб, для которых справедливо
определение показателя визирования. При такой диаграмме поля зрения на
расстояниях до объекта, больших Lоб, определение показателя визирования
выполняется с достаточно высокой точностью.
При проведении измерений лучше пользоваться диаграммой поля зрения,
нанесенной на корпус пирометра и приведенной в паспорте пирометра.
Ниже
приведен пример определения требуемого показателя визирования пирометра при известном
минимальном размере объекта измерения.
Предположим, что минимальный
диаметр объекта 20мм, а оптимальное
расстояние для измерений порядка 1м. Для обеспечения необходимой точности
измерения поле зрения пирометра на данном расстоянии должно быть в 1,5-2 раза
меньше минимального диаметра объекта и составлять около 10мм. В таком случае
требуемый показатель визирования, определяемый как отношение расстояния до
объекта к минимальному полю зрения будет равен
1м/10мм = 100:1. При измерении
температуры объектов большего размера на других расстояниях необходимо оценивать поле зрения пирометра по
приведенной диаграмме и всегда помнить, что объект должен полностью перекрывать поле зрения пирометра,
желательно с запасом в 1,5-2 раза.
Ниже приведено несколько возможных диаграмм поля зрения пирометров.
|
|