Principio e vantaggi del sensore di temperatura senza contatto
Il sensore di temperatura non di contatto, il cui elemento sensibile non è in contatto con l'oggetto misurato, è anche noto come strumento di misurazione della temperatura senza contatto. Questo strumento può essere utilizzato per misurare la temperatura superficiale degli oggetti in movimento, dei bersagli piccoli e degli oggetti con piccola capacità termica o variazioni di temperatura rapide (transitori), nonché per misurare la distribuzione della temperatura del campo di temperatura.
I sensori di temperatura, gli strumenti di misurazione della temperatura senza contatto più comunemente usati, si basano sulla legge fondamentale delle radiazioni del corpo nero e sono chiamati strumenti di misurazione della temperatura di radiazione. I metodi di misurazione della temperatura di radiazione includono il metodo di luminosità (vedere il pirometro ottico), il metodo di radiazione (vedere il pirometro a radiazione) e il metodo colorimetrico (vedere termometro colorimetrico). Vari metodi di misurazione della temperatura delle radiazioni possono solo misurare la temperatura fotometrica, la temperatura delle radiazioni o la temperatura colorimetrica corrispondenti. Solo la temperatura misurata per un corpo nero (un oggetto che assorbe tutte le radiazioni ma non riflette la luce) è la vera temperatura. Per determinare la vera temperatura di un oggetto, è necessario correggere l'emissività della superficie del materiale. L'emissività superficiale dei materiali dipende non solo dalla temperatura e dalla lunghezza d'onda, ma anche dallo stato superficiale, dal rivestimento e dalla microstruttura, rendendo difficile la misura in modo accurato. Nella produzione automatizzata, è spesso necessario utilizzare la termometria a radiazione per misurare o controllare la temperatura superficiale di determinati oggetti, come la temperatura di rotolamento della striscia in acciaio, la temperatura del rotolo, la temperatura di forgiatura e la temperatura di vari metalli fusi in forni a fusione o crogioli in metallurgia.
In queste situazioni specifiche, la misurazione dell'emissività della superficie di un oggetto è piuttosto difficile. Per la misurazione automatica e il controllo della temperatura della superficie solida, è possibile utilizzare specchi aggiuntivi per formare una cavità del corpo nero insieme alla superficie misurata. L'effetto di radiazioni aggiuntive può aumentare le radiazioni efficaci e il coefficiente di emissione effettiva della superficie misurata. Utilizzando il coefficiente di emissione effettiva per regolare la temperatura misurata attraverso gli strumenti, è possibile ottenere la temperatura reale della superficie misurata. Il riflettore aggiuntivo più tipico è un riflettore emisferico. La radiazione diffusa sulla superficie vicino al centro della sfera può essere riflessa sulla superficie dallo specchio emisferico, formando radiazioni aggiuntive, aumentando così il coefficiente di emissione effettivo. Nella formula, ε è l'emissività superficiale del materiale e ρ è la riflettività del riflettore. Per quanto riguarda la misurazione delle radiazioni della vera temperatura del gas e dei mezzi liquidi, è possibile utilizzare il metodo di inserire un tubo di materiale resistente al calore a una certa profondità per formare una cavità del corpo nero. Calcola il coefficiente di emissione effettivo della cavità cilindrica dopo aver raggiunto l'equilibrio termico con il mezzo. Nella misurazione e controllo automatico, questo valore può essere utilizzato per correggere la temperatura inferiore della camera misurata (cioè la temperatura media) e ottenere la temperatura reale del mezzo.
