ปริมาณทางกายภาพซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าเป็นความร้อนหรือความเย็นของวัตถุหรือสารใด ๆ เรียกว่า อุณหภูมิ . สามารถวัดได้ในหน่วยและเครื่องชั่งต่างๆตามความต้องการ อุณหภูมิของวัสดุใด ๆ สามารถวัดได้โดยใช้วิธีการและอุปกรณ์ต่างๆ อุปกรณ์วัดอุณหภูมิใช้เพื่อวัดระดับพลังงานของคุณสมบัติทางกายภาพหรือสารใด ๆ ตามคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุอุณหภูมิสามารถวัดได้โดยใช้วิธีการเหล่านี้เช่น เครื่องวัดอุณหภูมิ (ของเหลวในแก้ว) ไฟฟ้า ความต้านทาน เครื่องวัดอุณหภูมิ, เครื่องวัดอุณหภูมิรังสี / เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด / ไพโรมิเตอร์, เทอร์โมคัปเปิล , ซิลิกอนไดโอด, อุปกรณ์ bimetallic, อุปกรณ์หลอดไฟและเส้นเลือดฝอย, ก๊าซปริมาตรคงที่และเครื่องวัดอุณหภูมิก๊าซความดัน หน่วย SI ของอุณหภูมิคือเคลวิน (k) นอกเหนือจากนี้สามารถวัดได้ในเครื่องชั่ง Celcius (C) และมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ (F) บทความนี้กล่าวถึงอะไรคือ Pyrometer หลักการทำงานประเภทข้อดีข้อเสียและการใช้งาน
Pyrometer คืออะไร?
Pyrometer เรียกอีกอย่างว่าเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดหรือเครื่องวัดอุณหภูมิด้วยรังสีหรือเครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสที่ใช้ในการตรวจจับอุณหภูมิของอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุซึ่งขึ้นอยู่กับรังสี (อินฟราเรดหรือที่มองเห็นได้) ที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ ไพโรมิเตอร์ทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับแสงเนื่องจากคุณสมบัติในการดูดซับพลังงานและการวัดความเข้มของคลื่น EM ที่ความยาวคลื่นใด ๆ
สิ่งเหล่านี้ใช้ในการวัดเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง อุปกรณ์เหล่านี้สามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำแม่นยำบริสุทธิ์ด้วยสายตาและรวดเร็ว Pyrometers มีอยู่ในช่วงสเปกตรัมที่แตกต่างกัน (ตั้งแต่โลหะ - ช่วงคลื่นสั้นและช่วงคลื่นยาวที่ไม่ใช่โลหะ)
ไพโรมิเตอร์ - แผนภาพ
ไพโรมิเตอร์สีใช้ในการวัดรังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุในระหว่างการวัดอุณหภูมิ สิ่งเหล่านี้สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุได้แม่นยำมาก ดังนั้นข้อผิดพลาดในการวัดจึงต่ำมากสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้
ไพโรมิเตอร์สีใช้เพื่อกำหนดอัตราส่วนของความเข้มของรังสีสองช่วงที่มีสองช่วงสเปกตรัม สิ่งเหล่านี้มีอยู่ในชุดของ Metis M3 และ H3 และอุปกรณ์พกพาแบบพกพา Capella C3 ในเวอร์ชันต่างๆ
ไพโรมิเตอร์ความเร็วสูงใช้เพื่อทำอุณหภูมิได้เร็วและเร็วกว่าอุปกรณ์ M3 มีให้เลือกใช้ร่วมกับไพโรมิเตอร์ 1 สีและ 2 สี อุปกรณ์เหล่านี้สามารถสร้างโปรไฟล์อุณหภูมิที่ชัดเจนของวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วและควบคุมระดับอุณหภูมิที่เหมาะสมได้
หลักการทำงานของ Pyrometer
Pyrometers เป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ใช้ในการตรวจจับอุณหภูมิของวัตถุและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ สิ่งเหล่านี้มีอยู่ในช่วงสเปกตรัมที่แตกต่างกัน จากช่วงสเปกตรัมไพโรมิเตอร์แบ่งออกเป็นไพโรมิเตอร์ 1 สีไพโรมิเตอร์ 2 สีและไพโรมิเตอร์ความเร็วสูง
หลักการพื้นฐานของไพโรมิเตอร์คือการวัดอุณหภูมิของวัตถุโดยการตรวจจับความร้อน / รังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุโดยไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุ บันทึกระดับอุณหภูมิขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีที่ปล่อยออกมา ไพโรมิเตอร์มีส่วนประกอบพื้นฐานสองอย่างเช่นระบบออปติคัลและเครื่องตรวจจับที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุ
เมื่อวัตถุใด ๆ ถูกนำมาซึ่งจะวัดอุณหภูมิพื้นผิวด้วยไพโรมิเตอร์ระบบออปติคอลจะจับพลังงานที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ จากนั้นรังสีจะถูกส่งไปยังเครื่องตรวจจับซึ่งมีความไวต่อคลื่นของรังสีมาก ผลลัพธ์ของเครื่องตรวจจับหมายถึงระดับอุณหภูมิของวัตถุเนื่องจากการแผ่รังสี โปรดทราบว่าอุณหภูมิของเครื่องตรวจจับที่วิเคราะห์โดยใช้ระดับของรังสีจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิของวัตถุ
รังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเป้าหมายทุกชิ้นที่มีอุณหภูมิจริงจะเกินอุณหภูมิสัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซนติเกรด) รังสีที่ปล่อยออกมานี้เรียกว่าอินฟราเรดซึ่งอยู่เหนือแสงสีแดงที่มองเห็นได้ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานที่แผ่ออกมาใช้สำหรับตรวจจับอุณหภูมิของวัตถุและจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของเครื่องตรวจจับ
ประเภทของ Pyrometer
ในการตรวจจับอุณหภูมิของวัตถุที่แตกต่างกันไพโรมิเตอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท พวกเขาคือ,
- ออปติคอลไพโรมิเตอร์
- อินฟราเรด / รังสีไพโรมิเตอร์
ออปติคอลไพโรมิเตอร์
นี่คือหนึ่งในประเภทของไพโรมิเตอร์ที่ใช้ตรวจจับการแผ่รังสีความร้อนของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ อุณหภูมิของวัตถุร้อนที่วัดได้จะขึ้นอยู่กับแสงที่มองเห็นได้ที่พวกมันเปล่งออกมา ไพโรมิเตอร์แบบออปติคัลสามารถให้การเปรียบเทียบภาพระหว่างแหล่งกำเนิดแสงที่ปรับเทียบแล้วกับพื้นผิวของวัตถุเป้าหมาย เมื่ออุณหภูมิของไส้หลอดและพื้นผิวของวัตถุเท่ากันความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนที่เกิดจากการรวมตัวของเส้นใยเข้ากับพื้นผิวของวัตถุเป้าหมายและจะมองไม่เห็น เมื่อกระบวนการนี้เกิดขึ้นกระแสที่ไหลผ่านไส้หลอดจะถูกแปลงเป็นระดับอุณหภูมิ
ออปติคัลไพโรมิเตอร์
อินฟราเรดหรือรังสีไพโรมิเตอร์
ไพโรมิเตอร์เหล่านี้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับการแผ่รังสีความร้อนในย่านอินฟราเรดซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ระยะ 2-14um วัดอุณหภูมิของวัตถุเป้าหมายจากรังสีที่ปล่อยออกมา รังสีนี้สามารถส่งไปยังเทอร์โมคัปเปิลเพื่อแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่าความร้อนที่ปล่อยออกมา อินฟราเรดไพโรมิเตอร์ประกอบด้วยวัสดุไพโรอิเล็กทริกเช่นโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) ไตรกลีเซอไรด์ซัลเฟต (TGS) และลิเธียมแทนทาเลต (LiTaO3)
รังสีหรืออินฟราเรดไพโรมิเตอร์
ข้อดีข้อเสีย
โดยปกติแล้ว Pyrometers จะถูกเปรียบเทียบกับเครื่องวัดอุณหภูมิและยังมีข้อดีและข้อเสียบางประการในขณะใช้งาน
ข้อดีของไพโรมิเตอร์คือ
- สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุได้โดยไม่ต้องสัมผัสกับวัตถุ เรียกว่าการวัดแบบไม่สัมผัส
- มีเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว
- เสถียรภาพที่ดีในขณะที่วัดอุณหภูมิของวัตถุ
- สามารถวัดอุณหภูมิของวัตถุประเภทต่างๆในระยะทางที่แตกต่างกัน
ข้อเสียของไพโรมิเตอร์คือ
- ไพโรมิเตอร์โดยทั่วไปมีความทนทานและมีราคาแพง
- ความแม่นยำของอุปกรณ์อาจได้รับผลกระทบเนื่องจากสภาวะต่างๆเช่นฝุ่นควันและการแผ่รังสีความร้อน
การใช้งาน
ไพโรมิเตอร์ ถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆเช่น
- เพื่อวัดอุณหภูมิของวัตถุที่เคลื่อนที่หรือวัตถุคงที่จากระยะทางที่มากขึ้น
- ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา
- ในอุตสาหกรรมถลุงแร่
- บอลลูนลมร้อนเพื่อวัดความร้อนที่ด้านบนของบอลลูน
- หม้อต้มไอน้ำเพื่อวัดอุณหภูมิไอน้ำ
- เพื่อวัดอุณหภูมิของโลหะเหลวและวัสดุที่มีความร้อนสูง
- เพื่อวัดอุณหภูมิเตา
คำถามที่พบบ่อย
1). อะไรคือความแตกต่างระหว่างเทอร์โมมิเตอร์และไพโรมิเตอร์
เทอร์โมมิเตอร์คืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิ (การวัดแบบสัมผัส) และ Pyrometer เป็นเทอร์โมมิเตอร์แบบตรวจจับระยะไกลและอุปกรณ์วัดแบบไม่สัมผัสสำหรับอุณหภูมิสูง
2). ไพโรมิเตอร์แบบออปติคัลคืออะไร?
อุปกรณ์วัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสที่ทำงานบนหลักการของความสว่างของวัตถุเป้าหมายและความสว่างของไส้หลอดภายในไพโรมิเตอร์
3). อุปกรณ์ใดบ้างที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ?
- เทอร์มอมิเตอร์เทอร์โมคัปเปิลไพโรมิเตอร์เทอร์มอมิเตอร์ (ของเหลวในแก้ว)
- เครื่องวัดอุณหภูมิความต้านทานไฟฟ้า
- เครื่องวัดอุณหภูมิรังสี / เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด
- เทอร์โมคัปเปิล
- ไดโอดซิลิคอน
- อุปกรณ์ Bimetallic
- อุปกรณ์หลอดไฟและเส้นเลือดฝอย
- เครื่องวัดอุณหภูมิก๊าซและก๊าซความดันคงที่
4). เราจะวัดอุณหภูมิได้อย่างไร?
วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ที่ปรับเทียบในสเกลอุณหภูมิที่แตกต่างกันเช่นสเกลเซลเซียส (องศาเซลเซียสแสดงเป็นองศา C) สเกลฟาเรนไฮต์และสเกลเคลวิน (K)
5). หน่วย SI ของอุณหภูมิคืออะไร?
หน่วย SI ของอุณหภูมิคือเคลวิน (K)