Чому пірометри так повільно приживаються у промисловості

Напевно, недаремно ще пару сотень років тому були винайдені пірометри, як по-перше, одні з різновидів приладів для вимірювання температури, а саме безконтактних, а по-друге, і це важливо для цілей нашої сьогоднішньої розмови, заснованих на непрямому методі. Звідси й корінь проблеми їхнього впровадження на виробництва. Важко їм пробивати собі температурно-вимірювальну дорогу.

Про непрямі методи

Хоча, поклавши руку на серце, переважна більшість приладів є непрямими. Пара прикладів.

1. Ну ось візьмемо волосяний гігрометр, у якому довжина волосся змінюється залежно від вологості повітря. Перетворюється одна величина – довжина волосся, в іншу – вологість. Чому вдається це зробити? Тому що ще до цього на етапі калібровки отримана залежність (у вигляді таблиці, функції, графіка) між довжиною волосся і вологістю.
2. Портативний (тобто в руках, на батарейках) вологомір зерна також вимірює не вологість, а опір чи ємність. А вже потім перетворює цю величину на вологість.

А чому не можна вимірювати безпосередньо? Навіщо нам потрібні "вимірювальні посередники", що несуть на своїх плечах вже перетворену (закодовану через іншу величину) інформацію, якщо не можна виміряти ту саму вологість повітря або зразків матеріалів НЕПОСЕРЕДНО.
Так, здебільшого це зробити можна. Якщо заморочитися та витратитись.
Вологість повітря можна визначити, якщо порахувати масу частинок води у вигляді пари, наприклад, у кубічному метрі. І тут ключове питання – Чи легко це зробити? Відповідь риторична. СКЛАДНО !
А вологість зерна чи дров? Теж не просто. Зважити вихідний вологий зразок. Потім висушити його до випаровування води. І знову зважити. І за пропорцією порахувати скільки води у процентному відношенні в ньому було. Гріти дорого, складно (щоб не згорів !) і довго. Потрібен енергетичноненажерливий ТЕН, що споживає сотні Ват, якщо не кіловати потужності, обов'язкова розетка 220 В і лабораторні ваги.
А тепер переходимо до теми - чому пірометри складно "пробивають" собі дорогу в промисловості. І повірте, досить довга наша передмова варта того.

Що воно таке?

Особам недовірливим, технічним старовірам не глибоко зануреним у тему, зрозуміти, як це можна міряти температуру на відстані, досить важко. Щось схоже на диво.
Приходить час і запитають у нас періодично “а ось якщо у пірометра 2 лазери, то він буде точніше міряти температуру ? І доводиться пояснювати, що лазер жодного відношення до вимірів не має. Значення температури не передається променем. І навіть не через повітря. ІЧ-потоку середовище не потрібне. І ось досвідченим технарям-виробникам цей факт прийняти часто складно!
Ми писали нещодавно про "змагання" між термопарами та пірометрами. Повторюватися не будемо. Але зазначимо. З термопарою все зрозуміло – торкнувся, зрівнялися датчик та об'єкт за температурою та отримуй результат. А ось з пірометрами, навіть якщо і розкласти по поличках принцип його дії, навіть якщо вникнути так, що можна самому лекції читати, але це лише теорія. А практика набагато суворіша на жаль і це треба визнати, демонструє значні похибки пірометрів. Не тому, що вони не якісні. А якщо неправильно налаштовао коефіцієнт емісії !

А значить ще до виміру на виробництві, пірометр треба налаштувати належним чином.

Тобто потрібний фахівець, який навчить працівників це робити. Або сам в одній особі і вчитель, і учень, і виконавець. Загалом багато головного болю і невизначеності.
Не чутливі до типу матеріалу, то їх не потрібно налаштовувати під випромінювальну здатність, але під яскравість необхідно в процесі вимірювання необхідно - якщо йдеться про інший різновид високотемпературних пірометрів – зі зникаючою ниткою.

Там також використовується непрямий метод – яскравість переводиться у температуру. На підставі попередньо підготовлених калібрувань (функціональних залежностей). Хоча, якщо говорити точніше, до значення температури є ще одна ланка.

• Оператор пірометричної установки змінює значення струму, що проходить через нитку розжарення.
• Ця нитка напруження змінює яскравість свічення.
• Як тільки яскравість нитки зрівняється з яскравістю об'єкта, навпроти якої вона розташована, нитка зникне – стане не помітною на тлі такого ж кольору.

Тобто і тут не вийде як з контактними термометрами - доторкнувся та отримав результат.
Але подітися нікуди - доводиться миритися! Чому? Якщо потрібно вимірювати температури тугоплавких сплавів вище за 2000-3000 градусів, таких термопар немає в природі. Випаруються, не встигнувши передати інформацію про температуру. А ось пірометру зовсім не обов'язково (більше того - не бажано) перебувати в гарячому середовищі. Достатньо або порівняти яскравості (для пірометів зі зникаючою нити) або отримати дистанційно значення температури (для ІЧ-термометрів).
Власне з цієї причини ці дві групи, напевно на згадку про їх контактних попередників, і носять назву "безконтактні термометри”.

Тобто термопари жодних налаштувань не вимагають – надзвичайно прості. Хоча й мають обмеження щодо температури. І з безпеки до речі теж. Якщо виміри проводяться у безпосередній близькості від об'єкта відповідальною особою.
А як накажете вимірювати температуру шліфувального диска, який робить тисячі обертів за хвилину? Зітреться в пил будь-яка термопара! А пірометр виручить.
Але все ж таки проблема підстроювання коефіцієнта змісії серйозно обмежує застосування інфрачервоних термометрів у промисловості. Так де можна працювати по старому - працюють. Тому що певності та впевненості більше. А ось з пірометрами... Вимірюєш і постійно ловиш себе на думці - а чи правильний я вибрав коефіцієнт...