В отличие от зарубежных аналогов тепловизор ИТ-3СМ регистрирует тепловое излучение в трех участках спектра, что позволяет автоматически учитывать коэффициент теплового излучения ε. Эта опция особенно актуальна при измерении температуры металлов, которые нагреваются до высоких температур разнообразными способами, в том числе и лазерным излучением.

При нагреве металлов в обычной воздушной среде ε сильно изменяется, вследствие окисления их поверхности атмосферным кислородом. Поэтому для повышения достоверности измерений высоких температур в ИТ-3СМ используется оптимальный спектральный диапазон, который расположен на стыке видимого и инфракрасного диапазонов спектра. Это примерно в 10 раз снижает влияние неопределенности коэффициента теплового излучения ε на измеряемые значения температуры по сравнению с традиционными тепловизорами среднего инфракрасного диапазона.

Совокупность заложенных в ИТ-3СМ функциональных возможностей, наличие цветного видеоизображения температурного поля нагреваемых изделий и возможности его записи-воспроизведения позволяют проводить объективный анализ энергоэффективности высокотемпературных теплотехнических процессов и создавать их документированные протоколы.

ИТ-3СМ состоит из цифрового видеоблока специального назначения, регистрирующего тепловое излучение в трех перекрывающихся участках спектра, которые лежат в диапазоне 630–830 нм, и стандартного ноутбука. Используется SVGA матрица фотоприемников с числом активных элементов 752x480.

Применение ИТ-3СМ эффективно при наладке и контроле различных высокотемпературных теплотехнических процессов. Функциональные возможности тепловизора значительно расширены по сравнению с традиционными пирометрами частичной радиации и спектрального отношения, а также тепловизорами среднего инфракрасного диапазона спектра.

Регистрация теплового поля в трех участках спектра позволяет определять приблизительные значения эффективных коэффициентов теплового излучения ε1, ε2, ε3 в этих участках и формировать поле истинных температур контролируемого объекта. На экран монитора кроме цветного палитрового изображения температурного поля выводятся максимальные значения температур частичной радиации Tr1, Tr2, Tr3, а при учете значений ε1, ε2, ε3 – максимальные значения истинной температуры T2 и температуры спектрального отношения Tsr.

Диапазон расстояний от контролируемого тела до ИТ-3СМ – от 0.5 до 10 м. Для измерения температурного поля нагреваемых изделий с размерами менее 5x5 мм2 их изображение можно увеличить с помощью установки под основание крепления объектива удлинительных колец, входящих в комплект поставки. При этом минимальное расстояние между контролируемым изделием и ИТ-3СМ можно снизить до 25 см. При работе в условиях повышенной температуры окружающей среды (свыше 45 °С) возможна поставка теплозащитного кожуха с водяным охлаждением.

Функциональные особенности:
– единый диапазон измеряемых температур от 800 до 1700°С без поддиапазонов;
– вывод на экран монитора цветного изображения температурного поля со скоростью до 30 кадров/c;
– наличие опции автоматического определения эффективных коэффициентов теплового излучения поверхности в используемых участках спектра;
– возможность видеозаписи температурного поля налаживаемого теплотехнического процесса и его воспроизведения, что удобно при оптимизации энергозатрат на нагрев, а также при последующем проведении периодического контроля;
– сниженное влияние на измеряемые значения температуры паров охлаждающий жидкости, которые при контроле процессов закалки могут попадать в поле зрения, что обеспечивается сглаживанием получаемых значений температуры с помощью регрессионной методики;
– возможность регистрации и видеозаписи процессов импульсного нагрева с покадровым просмотром.


Примеры определения температурных полей нескольких теплотехнических процессов приведены на нижеследующем рисунке.

Рисунок – Температурные поля заготовок, выгружаемых из газовой печи для последующей закалки (а), заготовки шестерни (б), нагреваемой в индукционной печи для придания нужной формы штамповкой, трех
листов металла (в), нагреваемых в газовой печи, и верхнего из них (г) перед обрезкой на штампе

Эффективность применения тепловизионной техники различных спектральных диапазонов

Использование для измерения температуры нагреваемых металлов традиционных тепловизоров, регистрирующих тепловое излучение в диапазоне спектра 8–14 мкм, как отмечают сами производители, нецелесообразно, вследствие сильного изменения коэффициента теплового излучения металлов в этом участке спектра, которое вызывается быстрым окислением их поверхности атмосферным кислородом при температурах больших 400 °С.
В выпускаемых корпорацией Mikron Infrared Inc. (США) аналогах ИТ-3СМ – высокотемпературных тепловизорах для металлургических предприятий Pyrovision M9103 и M9104 (www.mikroninfrared.com и www.IRimaging.com), используется монохромная матрица фотоприемников с регистрацией теплового излучения в одном узком участке спектра, лежащем возле 800 нм. Поскольку в Pyrovision M9103 и M9104 отсутствует возможность определения эффективного коэффициента теплового излучения ε, они в основном используются на металлургических предприятиях для контроля высокотемпературных технологических процессов (прокат, ковка, индукционный нагрев и т. п.) с устойчиво повторяющимися параметрами, когда обычно используют температуру частичной радиации. Их стоимость – около 40000 долларов США.

Достоверность определения температуры нагреваемых металлов различной тепловизионной техникой

Более подробная информация по измерению температуры нагреваемых металлов …..