Поиск в системе

Описание решения Для подтверждения своих метрологических характеристик и пригодности к применению рабочие средства измерения температуры бесконтактного типа (пирометры и др.) должны периодически проходить процедуры поверки или калибровки. Основным средством поверки и калибровки пирометров являются излучатели в виде модели абсолютно черного тела [1]. Излучатель в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600 - новая разработка предприятия АО «НПП «Эталон». Он является рабочим эталоном 2-го разряда согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений температуры [2] и зарегистрирован в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений под №89564-23 [3]. Общий вид излучателя в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600 представлен на рис. 1. Рис. 1. Излучатель в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600 Излучатель предназначен для воспроизведения и передачи единицы радиационной температуры, а также для градуировки, настройки, поверки и калибровки рабочих средств измерений температуры бесконтактного типа (пирометров и пирометрических преобразователей полного излучения, частичного излучения и спектрального отношения) в диапазоне температур от +50 ℃ до +600 ℃ Принцип действия излучателя основан на законах Стефана-Больцмана и Планка, связывающих температуру черного тела и яркость его излучения. Излучатель является стационарным изделием настольного исполнения и представляет собой моноблочную конструкцию в корпусе прямоугольной формы. В верхней части корпуса установлен термоблок с горизонтально расположенным нагревателем в виде цилиндрической полости, которая имеет выход на переднюю панель и оформлена апертурным отверстием. Нижняя часть корпуса содержит компоненты электрической схемы с элементами коммутации и органами управления излучателем. Нагреватель имеет две зоны нагрева. Данные зоны автоматически контролируются при помощи датчиков обратной связи и алгоритма регулирования, что в совокупности с силовой электроникой обеспечивает создание равномерного температурного поля внутри полости нагревателя. В рабочей зоне излучающей полости установлен прецизионный датчик, значение температуры которого отображается на лицевой панели излучателя. Показания этого датчика калибруются во время настройки АЧТ на предприятии-изготовителе при помощи эталонного пирометра 1-го разряда. Таким образом, при градуировке, настройке, поверке и калибровке рабочих средств измерений температуры бесконтактного типа отпадает необходимость использовать внешний эталонный термопреобразователь сопротивления, а за значение температуры эталона при этом принимается значение температуры, отображаемое на лицевой панели излучателя. Технические характеристики излучателя: Диапазон воспроизводимой радиационной температуры – от +50 °С до +600 °С. Коэффициент излучения полости, не менее – 0,996. Дрейф температуры излучателя за 15 мин. для стационарного режима не более ±0,1°С. Нестабильность поддержания температуры в стационарном режиме в течение 15 мин. не более ± 0,1°С. Доверительные границы абсолютной погрешности воспроизведения радиационной температуры при доверительной вероятности 0,95 не более ± (1+0,004∙T) °С. Время выхода излучателя с температуры + (20±5) °С на стационарный режим 50 °С не более 30 мин., на стационарный режим 600 °С не более 60 мин. Время перехода с одного стационарного режима на другой (в пределах половины рабочего диапазона) [4], не более 30 мин. Напряжение питания переменного тока 220 В. Потребляемая мощность, не более 2,5 кВ∙А. Размеры излучающей полости: диаметр 75 мм, глубина 320 мм. Габаритные размеры (ширина×длина×высота) не более 245 мм ×450 мм ×400 мм. Масса не более 18 кг. Сравнение технических характеристик излучателя АЧТ 75/50/600 с аналогичными изделиями отечественного и зарубежного производства приведено в таблице 1. Наименование изделия, изготовитель АЧТ 75/50/600 АО «НПП «Эталон», г. Омск «МЕДЕЯ» НПЛ «Метропир», г. Санкт-Петербург CAL FAST 400 BB «Tempsens Instrument», Индия Mikron M310-HT "LumaSense Technologies GmbH", Германия Gemini R, модель 976 "Isotech" (Великобритания) Medusa R, модель 999 "Isotech" (Великобритания) Диапазон воспроизведения, °С 50…600 50…500 40…400 Tкомн. + (5…450) 50…550 30…550 Коэффициент излучения 0,996 0,998 0,97(±0,02) 1,0 0,995 0,995 Диаметр излучающей полости, мм 75 70 50 76 65 45 Время выхода на режим, мин.: 50 °С 400 °С max °С 30 - 60 30 - - - 12 - - 30 - - - 45 - - 45 Нестабильность за 15 мин, °С ±0,1 ±0,2 ±0,1 ±0,3 ±0,1 ±0,05 Абсолютная погрешность воспроизведения ±(1+0,004∙T) ±(1,0+0,0046∙T) ±(1+0,0025∙T) Потребляемая мощность, кВ∙А, 2,5 2 0,5 1 1 1 Габаритные размеры, мм 245×450×400 254 х 800 х 488 200 х 180 х 120 280х266х210 310*265*200 480*425*260 Масса, кг 18 23 2 5,6 10 17 Интерфейс RS-232/ USB - RS-232 RS-232 RS-232 RS-232 Таблица 1. Сравнение технических характеристик излучателя АЧТ 75/50/600 с аналогичными изделиями отечественного и зарубежного производства Работа излучателя Управление температурой излучателя и отображение необходимой информации о текущем режиме работы осуществляется с помощью органов управления и индикации, расположенных в нижней части передней панели под апертурным отверстием. Для подключения излучателя к персональному компьютеру используется интерфейсный кабель стандарта RS-232. При этом возможно совместное использование интерфейсного кабеля с кабелем-адаптером USB-COM для подключения АЧТ к USB-порту компьютера. Работа с излучателем на персональном компьютере осуществляется при помощи специализированного программного обеспечения «Termocontrol». Возможности программы "Termocontrol": задание температурного режима для излучателя; графическое отображение температуры излучателя; изменение масштаба отображения графиков по времени и по температуре; вывод текущих значений температуры, интегральной мощности и состояния широтно-импульсного модулятора на экран монитора ПК и в файл; настройка параметров излучателя (сервисная настройка и/или калибровка). При работе с персональным компьютером ПО «Termocontrol» автоматически сохраняет результаты работы излучателя на жесткий диск ПК в реальном времени. График выхода излучателя на температурный режим 50 °С, а затем переход на режим 600 °С показан на рисунке 2. По графику видно, что время выхода на режим 50 °С составляет менее 20 минут, а время перехода с режима 50 °С на режим 600 °С составляет около 35 минут. Рис. 2. График выхода излучателя на температурные режимы 50 °С и 600 °С. На рисунках 3 и 4 показаны графики нестабильности работы АЧТ 75/50/600 на температурных режимах 50 °С и 600 °С. По графикам видно, что в обоих случаях нестабильность поддержания температуры составляет менее ±0,05 ℃. Рис. 3. График нестабильности работы АЧТ 75/50/600 на температурном режиме 50 °С. Рис. 4. График нестабильности работы АЧТ 75/50/600 на температурном режиме 600 °С. К основным достоинствам АЧТ 75/50/600 можно отнести: - востребованный диапазон воспроизводимой радиационной температуры от 50 ℃ до 600 ℃, - оптимальный диаметр излучающей рабочей полости 75 мм подходит для работы с большим количеством пирометров, - высокий коэффициент излучения полости 0,996, - индивидуальная калибровка, - работа без внешнего эталонного термопреобразователя, - является эталонным излучателем в виде модели абсолютно черного тела 2-го разряда, - тип средства измерения зарегистрирован в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений под №89564-23 [3]. Выводы Являясь эталонным излучателем в виде модели абсолютно черного тела второго разряда АЧТ 75/50/600 по своим техническим характеристикам и эксплуатационным возможностям может достойно конкурировать с другими излучателями как отечественного, так и зарубежного производства. Излучатель АЧТ 75/50/600 выполнен в удобном форм-факторе, не занимает много места на рабочем столе, имеет малые тепловые потери и практически бесшумен. Излучатель является простым и удобным в эксплуатации. Управление излучателем как с ПК, так и с лицевой панели прибора интуитивно понятно и не вызывает затруднений. Малое время перехода с одного режима на другой и быстрая стабилизация на заданном режиме позволяет оперативно менять температуру уставки и перемещаться внутри рабочего диапазона. АЧТ 75/50/600 имеет одну высоту оптической оси с АЧТ 70/-40/80, также производства АО «НПП «Эталон», что является удобным при работе с двумя АЧТ сразу, т.к. исключает перестройку штатива пирометра во время измерений на оптической скамье. Список использованных источников 1. ГОСТ Р 8.566-2012. ГСИ. Излучатели в виде моделей абсолютно черного тела. Методика поверки и калибровки. 2. ГОСТ 8.558-2009. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры. 3. Описание типа средства измерений №89564-23. Излучатели в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600. 4. МП 207-010-2023. Излучатели в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600. Методика поверки.