Тема 2.1. Приборы, инструменты и современные методы диагностики используемые на предприятиях и предлагаемые производителями оборудования. Преимущества и недостатки.
Лекция 4.
Пирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.
Переносной пирометр инфракрасного излучения
Стационарный пирометр инфракрасного излучения
Оптический пирометр
Назначение
Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства (сталелитейная промышленность, нефтеперерабатывающая отрасль). Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Их можно применять в качестве теплолокаторов (усовершенствованные модели), для определения областей критических температур в различных производственных сферах.
История
Один из первых пирометров изобрёл Питер ван Мушенбрук. Изначально термин использовался применительно к приборам, предназначенным для измерения температуры визуально, по яркости и цвету сильно нагретого (раскалённого) объекта. В настоящее время смысл несколько расширен, в частности, некоторые типы пирометров (такие приборы правильнее называть инфракрасные радиометры) измеряют достаточно низкие температуры (0 °C и даже ниже).
Развитие современной пирометрии и портативных пирометров началось с середины 60-х годов прошлого столетия и продолжается до сих пор. Именно в это время были сделаны важнейшие физические открытия, позволившие начать производство промышленных пирометров с высокими потребительскими характеристиками и малыми габаритными размерами. Новый принцип построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии, позволил существенно расширить границы измерения температур твердых и жидких тел.
Классификация пирометров
Пирометры можно разделить по нескольким основным признакам:
· Яркостные. Позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити.
· Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения.
· Цветовые (другие названия: мультиспектральные, спектрального отношения) — позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
Температурный диапазон
· Низкотемпературные. Обладают способностью показывать температуры объектов, обладающих даже отрицательными значениями этого параметра.
· Высокотемпературные. Оценивают лишь температуру сильно нагретых тел, когда определение «на глаз» не представляется возможным. Обычно имеют сильное смещение в пользу «верхнего» предела измерения.
Исполнение
· Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую информацию.
· Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности, для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.
Визуализация величин
· Текстово-цифровой метод. Измеряемая температура выражается в градусах на цифровом дисплее. Попутно можно видеть дополнительную информацию.
· Графический метод. Позволяет видеть наблюдаемый объект в спектральном разложении областей низких, средних и высоких температур, выделенных различными цветами.
Вне зависимости от классификации, пирометры могут снабжаться дополнительными источниками питания, а также средствами передачи информации и связи с компьютером или специализированными устройствами (обычно через шину RS-232).
Основные источники погрешности пирометров
Самыми важными характеристиками пирометра, определяющими точность измерения температуры, являются оптическое разрешение и настройка степени черноты объекта.
Иногда оптическое разрешение называют показателем визирования. Этот показатель рассчитывается как отношение диаметра пятна (круга) на поверхности, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Чтобы правильно выбрать прибор, необходимо знать сферу его применения. Если необходимо проводить измерения температуры с небольшого расстояния, то лучше выбрать термометр с небольшим разрешением, например, 4:1. Если температуру необходимо измерять с расстояния в несколько метров, то рекомендуется выбирать пирометр с большим разрешением, чтобы в поле зрения не попали посторонние предметы. У многих пирометров есть лазерный целеуказатель для точного наведения на объект.
Cтепень черноты (или коэффициент излучения) характеризует свойства поверхности объекта, температуру которого измеряет пирометр. Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0,1 до близких к 1. Неправильный выбор коэффициента излучения — основной источник погрешности для всех пирометрических методов измерения температуры. На коэффициент излучения сильно влияет окисленность поверхности металлов. Так, если для стали окисленной коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075.
Виброизмерительные приборы, измерители вибрации, виброметры
Виброметр — это прибор предназначенный для контроля и регистрации виброскорости, виброускорения, амплитуды и частоты синусоидальных колебаний различных объектов. В частности, виброметры используются для измерения параметров вибрации виброустановок, применяемых для уплотнения бетонных смесей при производстве железобетонных изделий
| Шумомер - анализатор спектра - виброметр АСВШ-МГ4
· текущих и эквивалентных уровней звука и звукового давления, а также их октавного и третьоктавного спектрального анализа, включая диапазон инфразвука; · корректированных уровней виброускорения, а также их октавного и третьоктавного спектрального анализа. | ||||||||||
Измеритель параметров вибрации · Контроль и регистрация амплитуды и частоты колебаний, виброскорости и виброускорения объектов · Имеет режимы: · Память 500 результатов измерений |
Современный подход к диагностированию оборудования фирмой SKF
Комплект приборов Copperhead для самоходного оборудования
Комплект приборов Copperhead для самоходного оборудования представляет собой хорошо защищенную и компактную бортовую систему, которая осуществляет текущий контроль состояния механических систем во время работы оборудования и передает полученную информацию обслуживающему персоналу при обнаружении нарушений.
Контроль текущего состояния узлов самоходного оборудования
· Грузовые автомобили, горные комбайны, погрузчики, бульдозеры, экскаваторы: бортовые передачи, дифференциалы, коробки передач, карданные валы
· Механические лопаты: механизмы подъема, черпания, поворота стрелы и перемещения экскаватора
· Роторные экскаваторы, экскаваторы для погрузки в штабель/выгрузки из штабеля: конвейеры, опоры ковшей
· Экскаваторы-драглайны: подъемный и тяговый механизмы и механизм поворота стрелы
· Буровые установки: буровая головка
· Вспомогательное оснащение: электродвигатели, насосы, вентиляторы, воздуходувные устройства, компрессоры, гидравлические системы
Преимущества
· Исключение ненужных затрат
· Снижение затрат на техническое обслуживание
· Повышение надежности транспортных средств
· Повышение производительности
· Уменьшение парка оборудования
Бортовая система контроля состояния оборудования
· Измерение вибрационных характеристик, температуры, частоты вращения, нагрузок
· Аппаратное обеспечение в защищенном исполнении для самоходного оборудования
· Обмен данными с использованием наиболее распространенных систем беспроводной связи
· Управляющие цепи реле
· Объем встроенного запоминающего устройства 7 Мб
· Возможность периодической загрузки данных
Особенности конструкции
· Компактное бортовое оборудование в защищенном исполнении для непрерывного контроля состояния системы с целью диагностирования неисправностей
· 16 аналоговых входов, 2 цифровых входа и 4 цифровых выхода в одном модуле системы
· Удобное для пользователя программное обеспечение с возможностью подачи предупреждающего сигнала в автоматическом режиме и селекции параметров состояния
· Возможность обмена данными с использованием беспроводных сетей или других технологий связи
· Возможность доступа к системе и обмена данными через сеть (по дополнительному заказу)
Надежное программное обеспечение для контроля состояния
· Селекция параметров по заданным условиям
· Отображение информации в виде схемы процесса и иерархической схемы
· Возможность одновременного контроля нескольких единиц техники
· Уведомления с использованием SMS-сообщений и электронной почты, а также удаленный контроль через сеть (по дополнительному заказу)
· Взаимодействие с системами принятия решений и компьютеризированными системами управления техническим обслуживанием (CMMS)
