電気機器の動作中の非接触温度測定
すべての電化製品は電流を流すことで動作し、その電流によりワイヤーや機器がさらに加熱されます。この場合、通常の動作中に、温度の上昇とその一部を環境に除去することとの間でバランスがとられます。
接触品質に不良があると電流の流れが悪くなり温度が上昇し、故障の原因となります。したがって、複雑な電気機器、特に電力会社の高電圧機器では、充電部の加熱の定期的な監視が実行されます。
高電圧デバイスの場合、測定は安全な距離を離れた非接触方法で行われます。
遠隔温度測定の原理
すべての肉体には原子や分子の運動があり、それに伴って 電磁波の放射… 物体の温度はこれらのプロセスの強さに影響し、その値は熱流の値によって推定できます。
非接触温度測定はこの原理に基づいています。
赤外線によって温度を測定する測定装置を赤外線温度計、またはその略称「パイロメーター」といいます。
正確に動作させるためには、電磁波スケール上の測定範囲（約 0.5 ～ 20 ミクロンの領域）を正確に決定することが重要です。
測定品質に影響を与える要因
高温計の誤差は、次のようなさまざまな要因によって決まります。
- 物体の観察領域の表面は、直接観察の領域内になければなりません。
- 熱センサーと熱源の間にあるほこり、霧、蒸気、その他の物体によって信号が弱められたり、光学系に汚れが付着したりすることがあります。
- 被検体の表面の構造と状態は、赤外線束の強度と温度計の測定値に影響を与えます。
3 番目の要素は放射率の変化のグラフを説明しますか?波長の。
黒、グレー、カラーのエミッターの特性を示します。
黒色の材料の赤外線放射能力 Фs は、他の製品を比較するための基準として考慮され、1 と等しくみなされます。その他すべての実際の物質の係数 ФR は 1 未満になります。
実際には、高温計は実際の物体の放射を理想的なエミッターのパラメーターに変換します。
測定は次の影響も受けます。
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測定が行われる赤外線スペクトルの波長。
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試験物質の温度。
非接触温度計の仕組み
情報の出力方法とその処理に応じて、表面加熱の遠隔制御用のデバイスは次のように分類されます。
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高温計;
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サーマルイメージャー。
高温計装置
従来、これらのデバイスの構成はブロックごとに示されます。
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光学システムと反射ライトガイドを備えた赤外線センサー。
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受信信号を変換する電子回路。
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温度を示すディスプレイ。
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電源ボタン。
熱放射の流れは光学システムによって集束され、ミラーによってセンサーに導かれ、熱エネルギーが赤外線放射に比例する電圧値を持つ電気信号に一次変換されます。
電気信号の二次変換は電子機器内で発生し、その後、測定および報告モジュールが通常、ディスプレイに情報を表示します。 デジタル形式.
一見すると、ユーザーは離れた場所にある物体の温度を測定する必要があるように見えます。
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ボタンを押してデバイスの電源を入れます。
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調査対象のオブジェクトを指定します。
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宣誓供述書を取る。
ただし、正確な測定を行うには、読み取り値に影響を与える要因を考慮するだけでなく、デバイスの光学分解能によって決まる対象物までの正しい距離を選択することも必要です。
高温計にはさまざまな視野角があり、その特性は、ユーザーの便宜のために、測定対象物までの距離と制御された表面のカバーエリアの関係に応じて選択されます。例として、図は 10:1 の比率を示しています。
これらの特性は互いに正比例するため、正確な温度測定を行うには、デバイスを対象物に正しく向けるだけでなく、測定領域の面積を選択するための距離を選択することも必要です。
光学システムは、周囲の物体からの放射の影響を考慮せずに、目的の表面からの熱流束を処理します。
この目的のために、高温計の改良モデルには、熱センサーを物体に向けて、観察された表面の面積の決定を容易にするレーザー指定が装備されています。動作原理や照準精度が異なる場合があります。
単一のレーザー ビームは管理エリアの中心の位置を近似的に示すだけであり、その境界を不正確に決定することが可能になります。その軸は、パイロメーター光学系の中心に対してオフセットされています。これにより視差エラーが発生します。
同軸方式にはこの欠点がありません。レーザービームはデバイスの光軸と一致し、測定領域の中心を正確に示しますが、その境界は決定しません。
制御領域の寸法の表示は、ダブルレーザービームを使用してターゲットポインタに表示されます。ただし、対象物までの距離が短い場合、感度領域が最初に狭くなるため、誤差が許容されます。この欠点は、焦点距離が短いレンズで非常に顕著になります。
クロスレーザー指定により、短焦点レンズを備えた高温計の精度が向上します。
単一の円形レーザー ビームで観察領域を決定できますが、視差があり、近距離でのデバイスの読み取り値が過大評価されます。
円形の精密レーザー指定子は最も確実に動作し、以前の設計の欠点がすべてありません。
高温計は、他の情報で補足できるテキスト数値表示方法を使用して温度情報を表示します。
断熱装置
これらの温度測定装置の設計は高温計の設計に似ています。これらは、赤外線ストリームの受信要素としてハイブリッドマイクロ回路を備えています。
ハイブリッドマイクロ回路を備えたサーマルイメージャの受信機のデバイスが写真に示されています。
マトリックス検出器に基づくサーマル イメージャーの熱感度により、0.1 度の精度で温度を測定できます。しかし、このような高精度のデバイスは、複雑な実験室の固定設備のサーモグラフィーで使用されます。
サーマルイメージャを使用するすべての方法はパイロメータと同じ方法で実行されますが、電気機器の画像が画面に表示され、すべての部品の加熱状態を考慮して、すでに改訂された色域で表示されます。
熱画像の隣には、色を温度定規に変換するためのスケールがあります。
パイロメーターとサーマルイメージャーのパフォーマンスを比較すると、違いがわかります。
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高温計は、観測するエリアの平均温度を測定します。
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サーマルイメージャを使用すると、監視しているエリアにあるすべての構成要素の加熱を評価できます。
非接触温度計の設計上の特徴
上記のデバイスは、電気機器が動作するさまざまな場所で一貫した温度測定を可能にするモバイル モデルで表されます。
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電源および測定用変圧器およびスイッチの入力。
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負荷下で動作する断路器の接点。
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バスシステムのアセンブリおよび高電圧開閉装置のセクション。
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架空送電線の接続線の箇所やその他の電気回路の転流箇所に。
ただし、場合によっては、電気機器の技術的操作を実行する場合、非接触温度計の複雑な設計は必要なく、恒久的に設置された単純なモデルで十分に対応できます。
例としては、整流器の励磁回路を使用するときに発電機の回転子巻線の抵抗を測定する方法があります。大きな交流成分が誘起されるため、加熱制御は継続的に行われます。
励磁コイルの温度の遠隔測定と表示は、回転するローター上で実行されます。熱センサーは最も有利な制御ゾーンに恒久的に配置されており、それに向けられた熱線を感知します。内部回路で処理された信号は、指針や目盛を備えた情報表示装置に出力される。
この原理に基づいたスキームは比較的単純で信頼性があります。
目的に応じて、高温計と熱画像装置は次のデバイスに分類されます。
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高温、非常に熱い物体を測定するように設計されています。
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低温、凍結中の部品の冷却も制御可能。
最新の高温計と熱画像装置の設計には、通信システムを装備し、情報を送信することができます。 RS-232バス リモートコンピュータを使って。