103 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно измерять температуру пирометром

Dacha.news

Можно ли с помощью недорогих пирометров точно измерить температуру? Если нет, то какова погрешность и от чего она будет зависеть?

Пирометр – прибор (в данном случае мы говорим о распространенных бытовых инфракрасных моделях), измеряющий уровень электромагнитного излучения предмета в определенном спектре и на основе его интенсивности определяющий температуру.

От чего зависит точность измерений пирометром

1. От излучательной способности поверхности тела. У идеальной модели черного тела она равна 1. У идеального зеркала – 0. Основная масса тел имеет излучательную способность в диапазоне от 0,85 до 0,95. Потому дешевые модели пирометров, где нет возможности ручного указания излучательной способности, обычно настроены на наиболее типичное значение 0,95.

Значения излучательной способности берут из различных справочников и таблиц, но все они являются предметом споров и могут применяться лишь с оговорками. Вот примеры значений излучательной способности некоторых материалов:

МатериалКоэффициент излучения
Алюминиевые сплавыот 0,1 до 0,25
Алюминий (полированный)0,05
Асбест0,95
Асфальт0,93
Бетонот 0,7 до 0,85
Бумага и картонот 0,8 до 0,9
Вода0,97
Кварц (необработанный)0,9
Красный кирпич (не шлифованный)от 0,75 до 0,9
Лакированные изделия0,9
Лакированный алюминий0,5
Латунь (неполированная)0,2
Латунь (полированная)0,1
Лесоматериалы (различные)от 0,8 до 0,9
Лед0,97
Луженая сталь0,1
Масляная краска (любого цвета)0,95
Медь (полированная)0,05
Медь листовая0,8
Мрамор0,9
Нержавеющая сталь (полированная)0,1
Нержавеющая сталь (разная)от 0,2 до 0,6
Обожженная глина0,75
Пластмассы (различные, твердые)от 0,8 до 0,95
Полиэтиленовая пленкаот 0,2 до 0,3
Расплавленная мягкая стальот 0,3 до 0,4
Резина (гладкая)0,9
Резина (негладкая)0,98
Свинец (оксидированный)0,6
Свинец (чистый)0,1
Серебро (полированное)0,05
Сталь0,6
Стекло0,92
Уголь (графит)0,75
Уголь (сажа)0,95
Цинк (окисленный)0,1
Чугун (необработанный) ржавый0,95
Чугун (полированный)0,2
Штукатурка0,9
Эмаль (любого цвета)0,9

Реальная погрешность измерений недорогими пирометрами, вносимая неточным указанием излучательной способности, обычно лежит в диапазоне от 3 до 20% при ошибке указания от 10% до 30% соответственно.

Там, где нужно провести максимально точные измерения, поверхность сначала покрывают специальными лаками с достоверно известной излучательной способностью.

2. От температуры тела. Излучательная способность тел меняется в зависимости от температуры и на диапазонах от 300 до 900 градусов ошибка может быть в 1,5 и более раз. Более того, пирометры рассматриваемого нами класса не способны делать точных измерений объектов с температурой 500 и более градусов.

3. От температуры окружающей среды. В качестве датчиков в пирометрах чаще всего используются полупроводниковые элементы – болометры, фотодиоды, пироэлектрики, термоэлементы. Их характеристики напрямую зависят от окружающей температуры. Если усреднять, то изменение их температуры на каждые 10°С будет давать дополнительную погрешность в 1%.

4. От расстояния. Поскольку инфракрасные пирометры снабжены оптической системой, то площадь, с которой снимаются показания излучения для определения температуры, напрямую зависит от расстояния до объекта.

И тут важно, чтобы область, с которой снимаются показания, не выходила за края объекта. Для каждой модели пирометра значения площади от расстояния будет свое, и оно обязательно указывается в инструкции. Многие модели среднего и высшего ценовых диапазонов имеют лазерные указатели в виде одного, двух или более лучей, которые обозначают границы пятна.

Рекомендации по использованию пирометров

— Большинство недорогих пирометров не пригодно для измерения температур полированных металлических поверхностей или просто светлых металлов. Использовать с оговорками можно лишь те, у которых имеется возможность ручного указания значений излучательной способности материалов.
— Любые предметы или частицы (пар, дым, пыль), попадающие в область измерения будут влиять на результаты.
— Нельзя измерить температуру объектов через прозрачные предметы (стекло, пленку), поскольку по факту будет измерена температура стекла и т.д.

Вам также может быть интересно:
— Тест недорогого пирометра GM320

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Измерять температуру на расстоянии необходимо не только во время технологических процессов, но и при наладке автономного отопления. Фактические температурные показатели проверяют после монтажа и просчёта удельной мощности приборов, которые предназначены для обогрева. С его помощью можно получить показатели температурного режима раскалённых или труднодоступных предметов. Ведь бывают ситуации, когда предмет для здоровья человека опасен или он находится в недоступном месте.

Для этих целей лучше всего применять инфракрасный пирометр.

Пирометр — история происхождения

Первый пирометр изобрёл голландский физик Питер ван Мушенбрукт. Такие приборы температуру тел могли измерять только визуально. А расчёты основные составлялись при обработке информации о яркости и изменении цвета раскалённого предмета. Такие показатели точными не были.

Значительно расширилась функциональность таких приборов в настоящее время. Это позволяет определять температуру не только предметов нагретых, но и тех, у которых значение не превышает 0 градусов.

В 60-е годы XIX века началось совершенствование этого устройства. На сегодняшний день эта отрасль успешно развивается.

Благодаря активным разработкам можно производить пирометры для промышленности. Они оснащены более высокими техническими характеристиками. При освоении нанотехнологий с каждым годом размер оборудования уменьшается. Это делает максимально удобным их применение.

В 1967 году была разработана первая портативная модель этого оборудования. Сделала это американская компания Wahi. Она является прототипом современных инфракрасных приборов. Работу оборудования позволило усовершенствовать введение новых разработок и технологий. Основной принцип работы строился на измерении тепловой энергии, излучаемой объектом. На сегодняшний день можно дистанционно определять температурные показатели твёрдых и жидких тел.

Основные признаки

Выделяют три типа приборов по этому критерию:

  1. Цветовые. Это оборудование измеряет температурный режим объекта, основываясь на его цветовом отображении поверхности в различных спектрах.
  2. Радиационные. Температура поверхности определяется по мощности теплового излучения.
  3. Яркостные. Показатель определяется сравнением цвета объекта и оттенка эталонной нити.

Температурный диапазон и тип исполнения

Пирометр имеет два типа модификаций:

  1. Высокотемпературные. Оценивают только предметы нагретые. У таких устройств одним из важнейших параметров служит предельная измеряемая температура.
  2. Низкотемпературные. Ими можно измерять только температуру ниже 0 градусов.

Прибор бесконтактный можно классифицировать и по типу назначения:

  1. Устройства стационарные используются для высокоточных измерений. Они необходимы крупным промышленным предприятиям, где постоянно следует вести контроль за температурными данными.
  2. Портативная модель — это карманный вид оборудования. Незаменимы в том случае, если к объекту невозможно близко подойти. На них установлен экран, на котором указывается графическая и текстовая информация.

Принцип работы и конструкция прибора пирометра

Для того, чтобы измерить температурный режим на поверхности того или иного материала, существует множество приборов различного типа. Эти приборы делятся на контактные или с дистанционным снятием значений. Пирометры относят к приборам с дистанционным снятием показателей.

Принцип работы основывается на измерении тепловых волн, излучаемых нагретой поверхностью.

Конструкция прибора пирометра следующая:

  1. Датчик.
  2. Кнопка.
  3. Электронный преобразователь.
  4. Корпус.
  5. Измерительно-счётное устройство.
  6. Ось видоискателя.
  7. Видоискатель.
  8. Зеркало.
  9. Оптическая система.

Принцип работы следующий: через раструб прибора излучение попадает на датчик пирометрический. В нём энергия преобразуется из тепловой в электрическую. Мощность поступающего сигнала зависит от температуры поверхности, на которой она измеряется — чем больше будет температурный показатель, тем мощнее будет сила тока, которая генерируется датчиком. При помощи преобразователя электронного типа полученные результаты выводятся на жидкокристаллический экран.

Тепловизоры — это одна из разновидностей пирометров. Их принцип работы основывается на сравнении эталонного спектра и спектра теплового излучения.

От объектов, которые попали в объектив оборудования, проецируется на цветной экран картинка тепловых волн. Величину температуры можно определить по спектральной характеристике, а также визуально следить за её градиентным изменением по всей площади измеряемого материала.

Практическое применение тепловизоры нашли и для частного автономного отопления. При их помощи можно в скрытом трубопроводе точно установить место протечки.

Технические характеристики

У инфракрасного пирометра, как и у любого прибора, имеются свои технические характеристики. При выборе той или иной модели человек опирается именно на них. Самые важные из них мы сейчас и опишем более подробно.

Оптическое разрешение

Этот параметр определяет площадь объекта, где нужно измерить температурный показатель. Этот показатель полностью зависит от угла объектива аппарата. Чем больше этот угол, тем площадь измерения температуры будет значительнее. Но при этом ещё учитывается и расстояние до поверхности измерения. Основным условием точного результата является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Значение температурного показателя будет неточным при превышении площади.

Оптическим разрешением называют величину отношения диаметра пятна устройства к расстоянию до объекта. Оно может колебаться, в зависимости от модели прибора, от (2:1) до (600:1). Величина (600:1) относится к профессиональным приборам измерения, которые применяются для того, чтобы снять показатели нагрева поверхности материала в тяжёлой промышленности. Для полупрофессиональных и бытовых приборов оптимальным показателем является величина, равная (10:1).

Рабочий дизайн

Эта характеристика определяется параметрами пирометрического датчика. Для большинства приборов он колеблется в пределах от (—30) до (+360) градусов. Практически все виды пирометров можно применять для бытовых целей с учётом того, что максимальная температура в системе отопления может быть (110) градусов.

Погрешность и коэффициент излучения

Эта характеристика в зависимости от точности настроек прибора указывает степень колебаний значений температурного режима. В среднем от нормированного показания допускаются отклонения в пределах 2%.

Коэффициент излучения — это отношение мощности теплового излучения при определённом температурном показателе к такому же параметру эталонного тела, который имеет абсолютно чёрный цвет. Для материалов неблестящих он составляет 0,9−0,95. Именно по этой причине многие оборудования дистанционного измерения температурного показателя настроены на такое число.

Но если попробовать ими измерить, насколько нагрета поверхность алюминиевая, то на индикаторе значение будет от фактического отличаться значительно.

Многие модели для точности измерения оборудованы лазерной указкой. Располагается световое пятно не в центре, а обозначает оптимальную границу измеряемой области.

Читать еще:  Как удалить клей секунда с рук

Как пирометром пользоваться

После того, как вы купите такой прибор для измерения температуры поверхности, ознакомьтесь детально с инструкцией. Несмотря на то, что правила эксплуатации несложные, к значительным искажениям показателей температуры могут привести неправильные действия.

Как правильно определять какую температуру нагрева имеет материал:

  1. Устройство необходимо включить.
  2. На измеряемую поверхность направить раструб.
  3. Отделить границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
  4. После того как активируется прибор на дисплее появиться значение температуры. Значения могут заменяться следующими показателями или записываться в память устройства. Всё зависит от выбранной модели.

Модели одноцветные

Одноцветный (инфракрасный) прибор предназначается для определения только одной тепловой волны. Они имеют небольшую стоимость и являются хорошим устройством портативного типа. Их принцип работы прост: нужно просто устройство навести на объект и нажать нужную кнопку. Преимущество его в том, что замеры можно проводить на любом расстоянии. В таких устройствах существуют некоторые ограничения по замеру диаметра пятна. А ещё они к загрязнённости окружающей среды очень чувствительны. Из-за таких недостатков сфера их применения ограничена, так как во влажном или загрязнённом помещении работать оборудование будет некорректно.

Инфракрасная термопара является упрощённой разновидностью пирометра одноцветного. Его особенностью является отсутствие сложной электроники, которая применяется для усиления входящего сигнала. Именно такое свойство стало его главным достоинством. Термопара работает по простому принципу: излучение преобразуется в нелинейный термопарный сигнал.

Преимущества термопара:

  1. Показатель максимальной температуры больше других.
  2. С измерительными приборами хорошая совместимость.
  3. Невысокая цена.

Недостатки:

  1. Широкий спектральный диапазон.
  2. Погрешность больше 2%.

Что такое двухцветный пирометр

Такое устройство появилось сравнительно недавно. Это модель более усовершенствованная, которая может измерять более двух излучаемых волн. Его преимуществом является то, что он может работать в различных цветовых спектрах. Благодаря этим показателям можно применять это оборудование в загрязнённых местах, так как наличие посторонних компонентов (пара, газа, дыма и прочих) на его работу не влияют.

Этот пирометр в работе с показателями черноты тоже незаменим. Он определит с точностью температуру твёрдого металла, который переходит в жидкое состояние.

Пирометры оптоволоконные и лазерные

Принцип работы такого оборудования идентичен приборам традиционным. Отличием является наличие оптоволоконного кабеля. По этому кабелю транспортируется световой поток. Такая комплектация хороша тем, что можно произвольно изгибать такой шнур. Благодаря такому качеству замеры можно проводить даже в самых труднодоступных местах.

Пирометры оптоволоконные нашли широкое применение в местах, где повышенное электромагнитное поле, и полностью бессильны традиционные модели. Они оснащены фиксированным фокусом. Эти устройства позволяют производить замеры излучения тепловой энергии с самым минимальным диаметром пятна 0,1 миллиметр. Но этот фокус ограничивает расстояние замеров: для того чтобы измерение было точным необходимо соблюдать указанную дистанцию в инструкции.

Лазерные прицелы на пирометрах были установлены для того, чтобы производить замеры на большой дистанции. Такие приборы бывают нескольких видов:

  1. Прицелы круговые — это самые точные приборы, которые эффективно работают с разным диаметром измеряемого пятна и на любых дистанциях.
  2. Лазерный пирометр с лучом двойным. Позволяет определить местоположение и размеры измеряемого объекта. Вблизи им пользоваться не рекомендуется, так как чаще всего цифры сильно завышены.
  3. Пирометр лазерный с лучом одинарным позволяет наводить устройство только по центру пятна тепловой энергии. Зона чувствительности, в зависимости от модели оборудования, может иметь погрешность до 2 сантиметров. Чаще всего подобный дефект встречается в дешёвых моделях.

Пирометр для определения потерь тепла в доме и квартире

С наступлением холодов многие домовладельцы задаются вопросом о том, откуда в дом поступает холод, и как можно выявить потери тепла с минимальными затратами. Для выявления потерь тепла используется специализированный инструмент, который называется тепловизор. Однако он настолько дорого стоит, что не каждый может позволить себе даже заказать услугу по определению тепловых потерь. Альтернативная замена тепловизора — это пирометр. Пирометром можно выявить потери тепла в доме, и пусть не настолько эффективно, но, тем не менее, вполне реально.

Что такое пирометр и как он устроен

Для бесконтактного измерения поверхности материалов применяются специальные приборы, которые называются пирометрами. По способу применения они являются дистанционными. Принцип работы таковых устройств основывается на измерении температуры тепловых волн, излучаемых нагретой поверхностью.

Пирометры не только просты в применении, но они еще и стоят не дорого, если сравнивать их с тепловизорами. Конструктивно они похожи на тепловизоры, но отличаются по принципу действия. Тепловизор показывает на экране визуально место утечки тепла, что достигается за счет изменения цвета, а пирометр отображает значение температуры. Чтобы узнать температуру выбранного объекта, например, двери или стены, необходимо навести на нее прибор, и завизировать показания. Такие инструменты предназначены для того, чтобы выявлять температуру поверхностей бесконтактным методом. Зная, для чего нужен пирометр, необходимо разобраться с его принципом функционирования.

Принцип работы или как работает прибор

Работает прибор достаточно просто, для чего в его конструкции применяется лазерная точка. Эта точка направляется на объект, температуру которого необходимо узнать. Чтобы произвести измерения, и узнать, какая температура стены или аккумуляторной батареи, необходимо направить на них прибор, и нажать на пусковую кнопку в виде курка. При нажатии на кнопку появляется лазерная точка, и в течение считанных секунд на экране отображаются соответствующие показания температуры.

Нагретая поверхность излучает соответствующие тепловые волны. Причем прибором можно измерять не только положительные значения температуры, но и отрицательные. Тепловые волны через раструб в приборе проецируются на пирометрический датчик. На датчике тепловая энергия преобразуется в электрическую. Микропроцессор оценивает величину электрических импульсов по специальным алгоритмам, и выводит на экран прибора в понятном для человека формате.

Работают приборы от автономных аккумуляторов, и в зависимости от моделей, это могут быть обычные пальчиковые батарейки или литий-ионные аккумуляторы. Модели с Li-Ion аккумуляторами стоят дороже, поэтому о рациональности их приобретения надо решать самостоятельно.

Погрешность приборов и ее влияние на показания

Инфракрасные пирометры применяются для бесконтактного определения температуры различных поверхностей. Это могут быть как тепловые устройства, так и морозильные. Используются пирометры работниками разных служб, когда необходимо выявить значение температуры воды в системе отопления или степень нагрева поверхности при использовании встроенных обогревателей.

Одним из главных технических параметров пирометров является величина погрешности. Чем дешевле прибор, тем выше погрешность. На величину погрешности влияет, прежде всего, пирометрический датчик, а точнее его качество изготовления. Одними из самых точных пирометров являются медицинские, которые и стоят в 2-3 раза дороже обычных. В конструкции медицинских устройств применяются качественные датчики, которые с минимальной погрешностью позволяют определить значение температуры тела человека за несколько секунд.

Для бытового применения подходят устройства с величиной погрешности до 2%. Этого достаточно, чтобы узнать значение температуры в трубах, на стенах, на потолке или полу. Величина погрешности также зависит не только от качества применяемого датчика, но еще и от отдаленности прибора от измеряемой поверхности. Чем дальше расстояние до поверхности, тем больше величина погрешности. Это свойство характерно для всех видов пирометров — от самых дешевых до самых дорогих. Разница лишь в том, что дорогие модели способны определять температуру на отдаленности от поверхности до нескольких метров.

При покупке прибора необходимо также учитывать предел границ измерения температуры. Если с положительными значениями проблем не возникает, так как на большинстве моделей величина достигает +300 градусов, то отрицательные параметры порой доходят до -20-50 градусов.

Как правильно надо пользоваться пирометром для определения теплопотерь в доме

Чтобы научиться пользоваться пирометром для определения потерь тепла в доме, понадобится для начала ознакомиться с инструкцией по их эксплуатации. Прибор прост в применении, но чтобы правильно определять температурные показатели, необходимо научиться пользоваться инструментом. Учитывать необходимо используемую модель, так как отличаются они по количеству функций, которые можно выполнить пирометром.

Пошаговая инструкция о том, как надо правильно работать пирометром, и выявлять температуру поверхностей, имеет следующий вид:

  1. Для начала необходимо включить прибор, установив в него батарейки. Для этого имеются специальные гнезда, расположенные в рукоятке
  2. Нажать на пусковой курок, чтобы протестировать инструмент, при этом не направлять его на человека. Включить или отключить подсветку дисплея, а также выбрать соответствующий режим вывода показаний в градусах или фаренгейтах
  3. Раструб необходимо направить на поверхность материала, температуру которого необходимо померять
  4. Лазерной указкой выявляется граница пятна измерения, то есть охватываемая площадь
  5. Уже через несколько секунд на экране устройства отобразятся соответствующие значения температуры. Эти значения можно сохранить в памяти прибора или руководствоваться ними, делая вывод о величине прогрева стен, пола, потолка и прочих поверхностей

Пирометр в хозяйстве может пригодиться не только для определения тепловых потерь в доме, но еще и для измерения температуры аккумуляторной батареи на автомобиле. Автомобилистам хорошо известно о том, что чем сильнее мороз, тем хуже она отдает заряд. Конечно, чтобы измерить температуру аккумулятора, можно выкрутить одну пробку с банки, и всунуть градусник. Однако делать это постоянно нерационально, да и к тому же накладно.

Меры предосторожности при работе пирометром

Пирометры принадлежат к категории измерительных приборов, при работе с которыми немаловажно соблюдать меры предосторожности. Рассматриваемый инструмент, как и болгарка или дрель, при неправильном применении может нанести серьезный ущерб здоровью. Чтобы этого не произошло, необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

  • Строго запрещено направлять прибор с включенным лучом лазера в глаза человеку. Луч обладает высокими показателями излучения, поэтому он может вызвать ожоги и другие виды повреждений кожных покровов. Исключение составляют специальные медицинские пирометры, которые можно направлять на тело человека, чтобы измерить температуру
  • Хранить инструмент следует в месте недоступном для детей. Дети могут не только повредить прибор, но и нанести ущерб своему здоровью
  • Хранить прибор надо только в теплом и сухом помещении. Класть его на горячие поверхности или хранить на морозе строго противопоказано
  • Исключить попадание влаги на инструмент. Если неосторожно обращаться с прибором, то он быстрой выйдет из строя
  • Нельзя прикасаться к измеряемому объекту рукой и прочими частями тела
Читать еще:  Резец токарный проходной гост

Пирометром можно легко и просто определить температурные показатели бесконтактным способом. Удобен инструмент для применения в автомобиле, когда им измеряется величина теплого воздуха из печки. Еще многие автовладельцы используют пирометр для того, чтобы проверить работоспособность катализатора. Для этого необходимо произвести замер значений до катализатора и после. Если температура после катализатора ниже или такая же, как и до него, значит устройство неисправно.

Из этого следует, что пирометром называется универсальный измерительный прибор, который обязательно будет полезен в хозяйстве. Не самые дешевые модели оснащаются USB-выходами для подключения приборов к компьютерной технике. Ниже на видео будет интересно узнать много нового о том, как правильно выявлять теплопотери в доме или квартире пирометром.

В завершении остается подвести итог и отметить, что приобрести пирометр можно за 1500-2000 рублей. Такая их стоимость делает прибор доступным, что немаловажно для выявления потерь тепла в доме, а также бесконтактного выявления температурных значений в хозяйстве.

Знакомьтесь, пирометр: измеряем температуру дистанционно

Пирометр – это лучший прибор для бесконтактного замера температуры различных поверхностей. Вы удивитесь, но в доме ему найдется масса применений. Где он используется, как им работать и как выбрать подходящий прибор – ответ в нашей статье.

Пирометр позволяет бесконтактно замерять температуру различных поверхностей. Его активно используют в профессиональных сферах, но есть масса применений и в быту. Как правильно пользоваться этим прибором и на что обратить внимание при выборе — CHIP ответит на эти вопросы.

Что такое пирометр, и где он применяется?

Пирометр схож с обычным комнатным термометром по принципу действия, с единственной разницей в том, что может измерять температуру большего диапазона и на расстоянии. То есть не нужно прикасаться к измеряемому объекту, чтобы узнать его температуру (хотя существуют и контактные пирометры). Это весьма удобно, так как можно измерить очень горячие поверхности (до 300 — 550 °С).

Пирометр нашел применение в следующих областях:

  • Электрика. Им производятся замеры температуры соединений. Например, если температура соединения фазной шины и провода 80 — 100 °С, а температура окружающей среды 20 °С, это означает, что контакт слабый, поэтому греется, и его нужно подтянуть.
  • Ремонт автомобиля. К примеру, вы заметили, что двигатель вашего автомобиля сильно греется, и вам нужно узнать в чем причина. Вы замеряете температуру на входном патрубке термостата и температуру радиатора. Если разница температур большая, тогда проблема может быть в работе термостата.
  • Ремонт электроники и бытовой техники. Можно проверить греется ли процессор или материнская плата в компьютере. Также можно узнать температуру подшипников в движущихся узлах электродвигателей и, если она высокая, тогда производить ремонт.
  • Расчет теплопотерь помещения. Пирометр позволит узнать температуру стен, окон и дверей, чтобы можно было рассчитать теплопотери и соответственно утеплить при необходимости.
  • Проверка теплоотдачи отопительной системы. Устройство позволит проверить, как греет котел систему индивидуального отопления, или соответствует ли температура батарей в центральном отоплении той, которая заявлена государством (по закону).

Есть еще много других сфер, где будет полезен пирометр. В комментариях под статьей поделитесь, где вы в быту используете инфракрасный пирометр.

Как пользоваться пирометром?

Принцип действия устройства следующий: тепловой (инфракрасный) датчик принимает инфракрасное излучение от объекта и передает его на электронный блок. Электронный блок обрабатывает излучение и выдает показания температуры на дисплей устройства.

На каждом устройстве производитель указывает оптическое разрешение, то есть на каком расстоянии необходимо измерять температуру объекта. Например, на приборе DECO CWQ01 указано оптическое разрешение 12:1. Это означает, что для правильного измерения температуры необходимо расположить прибор на расстоянии равном 12*S, где S — это диаметр пятна, с которого тепловой датчик снимает показание температуры. Предположим нам необходимо узнать температуру процессора компьютера, диаметр которого 3 см. Для точных показаний нам необходимо держать устройство на расстоянии 12 * 3 = 36 см. Если мы будем держать чуть дальше, диаметр замеряемого пятна увеличится (как луч в фонарике) и показания будут сняты не только с процессора, но и с окружающей его платы.

Каждое устройство имеет красный луч маркер. Обратите внимание, что измеряет температуру не он, а датчик, который расположен под излучателем. Луч лишь показывает место замера. Если пирометр поднести слишком близко к объекту, то пятно измерения будет находится ниже луча, и мы снимем показания не с того места, с которого хотели. Именно поэтому важно держать устройство на правильном расстоянии.

Также при замерах важно учитывать коэффициент излучения (эмиссии) объектов, которые проверяем. Каждый материал определенным образом излучает тепло, причем степень излучения может быть разной в зависимости от цвета объекта, матовой/зеркальной поверхности и окисленности (в случае металлов). То есть коэффициент излучения — это соотношение энергии, излучаемой поверхностью материала к энергии излучения абсолютно черного объекта при равной температуре. Для абсолютно черных тел этот коэффициент равен 1. Для остальных же материалов этот коэффициент свой. В таблице ниже приведены коэффициенты для большинства материалов.

Для измерения не сильно горячих предметов можно выйти из положения, наклеив черную изоленту. Изолента немного глянцевая, поэтому ее коэффициент излучения как раз составляет 0,95. Температура на ней и будет температурой предмета. Конечно, если необходимо часто работать с разными материалами, то лучше купить модель с изменением коэффициента эмиссии.

Критерии выбора пирометров

Перед приобретением прибора, обратите внимание на следующие показатели и дополнительные функции:

  • Величина погрешности. Хорошие устройства имеют погрешность в диапазоне 0,5 — 2 %. Дешевые китайские могут иметь погрешность 2 — 4 %, но учитывая, что их цена ненамного ниже, лучше взять хороший прибор.
  • Автоматическое отключение. Устройство отключается, если долго не работаем им. Это увеличивает срок работы батареек. У каждой такой модели период автоматического отключения свой, поэтому точные цифры нужно уточнять у продавца.
  • Регулировка коэффициента излучения. Аппараты с функцией регулирования коэффициента излучения позволят безошибочно определять температуру любых материалов. Например, таким аппаратом является Bosch PTD 1 с возможностью регулировки коэффициента эмиссии от 0,01 до 1.
  • Измерение влажности. Некоторые аппараты позволяют измерять влажность воздуха, как внутри помещения, так и снаружи. Хотя это далеко не основная функция и большинству попросту не понадобится, но людям с проблемами легких придется очень даже кстати. Например, узнав влажность воздуха в офисе, можно установить стационарный увлажнитель или наоборот чаще проветривать помещение.
  • Термопара. Термопара позволяет измерить температуру контактным способом. Это удобно при замерах блестящих поверхностей, так как практически не будет погрешности. Обычно термопара подключается к пирометру через соответствующий разъем.

Если вы уже приобрели себе пирометр, поделитесь в комментариях, какую модель купили, и как она ведет себя в работе!

Для чего нужен пирометр и как измерять температуру бесконтактным методом

Для измерения температуры различных поверхностей используют различные датчики, том числе и пирометр. Работает он довольно просто и быстро. А что представляет собой пирометр, давайте разберемся.

Что такое пирометр?

Современное инженерное устройство для определения температуры любого предмета, основывающееся на инфракрасном датчике, называется пирометром. Также он известен под названиями термодетектора, даталоггера температуры, цифрового термометра или инфракрасного пистолета. В основе действия прибора заложен принцип определения температурного значения поверхности объекта по тепловому электромагнитному излучению его поверхности. Пирометр улавливает невидимое инфракрасное излучение, преобразует его в градусы, и полученный результат выводит на дисплее. Бесконтактный и быстрый метод исследования необходимых объектов позволяет специалистам избежать возможных травм.

Область применения

Достаточно широкое применение нашлось для пирометров на тех производствах, где установлено большое количество нагревательных приборов. В области строительства и теплоэнергетики они используются для расчета теплопотерь конструкций, в том числе пирометр помогает выявить повреждения теплоизоляции.

В промышленности подобные приборы дают возможность подвергать анализу температуру всевозможных процессов дистанционно. Это бывает необходимо, например, в машиностроении, металлургии и в прочих отраслях промышленности.

Так, электрики проверяют уровень нагрева мест соединения проводов, а автослесари проверяют нагрев деталей машины. Ученым пирометры приходят на помощь во время осуществления различных исследований или опытов: так они определяют верность показателей температуры веществ и тел.

В быту люди применяют подобные устройства для определения температуры тела, воды, еды и др.

Типы и классификация

В зависимости от функционального признака, выделяют несколько классификаций пирометров.

По существенному методу, используемому в работе:

Оптические пирометры подразделяются на:

  • Яркостные;
  • Цветовые, или мультиспектральные.

По образу прицеливания различают устройства с оптическим или лазерным прицелами.

По применяемому коэффициенту излучения выделяют пирометры с переменным и фиксированным коэффициентом.

По возможности транспортировки пирометры делятся на стационарные и мобильные (переносные).

Основываясь на возможном диапазоне измерений выделяют:

  • низкотемпературные (-35…-30 °С);
  • высокотемпературные (+400 °С и выше).

Устройство и принцип действия

Основу структуры пирометра составляет детектор инфракрасного излучения. Данные преобразуются посредством встроенной электронной системы и отображаются на дисплее.

Типовой пирометр по форме напоминает пистолет с небольшим дисплеем. Компактная панель управления, наводка лазером и высокая точность при близком взаимодействии с объектом объясняют востребованность инструмента среди работников инженерных и технических сфер.

Основными рабочими элементами пирометра считают линзу, приёмник, а также дисплей, на который выводится результат измерения. Принцип действия пирометра следующий: от изучаемого объекта исходит инфракрасное излучение и посредством линзы оно фокусируется и отправляется в приемник (термобатарея, полупроводник, термопара).

Если используется термопара, в момент нагрева приемника меняется напряжение. Сопротивление — в случае использования полупроводников. Эти изменения преобразуются в показания температуры.

Читать еще:  Калитка с козырьком фото

Для того, чтобы провести измерение, необходимо просто навести пирометр на объект, привести его в действие и отметить полученный результат. Используя специальную кнопку, вы можете регулировать формат измерения температуры — по шкале Цельсия или Фаренгейта.

Технические характеристики

Пирометр обладает рядом параметров, которые характеризуют его функциональность. Выбор желаемой модели аппарата осуществляется по их значениям. Обратимся к основным из них.

Оптическое разрешение

Так называют показатель отношения диаметра пятна инструмента к расстоянию до предмета. Эта функция зависит от угла объектива устройства: чем он больше, тем значительную площадь он сможет охватить. Важнейшим фактором точности измерения является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Если площадь превышена, измеренное значение скорее всего будет неточным.

СПРАВКА. У каждой модели пирометра разное оптическое разрешение. Разница между ними внушительная, например, от 2:1 до 600:1. Последнее соотношение характерно для профессиональных устройств. Как правило, используются они в тяжелой промышленности. Оптимальным показателем для бытовых и полупрофессиональных пирометров считается 10:1.

Рабочий диапазон

Диапазон действия прибора зависит от пирометрического датчика и, зачастую, варьируется от -30 °С до 360 °С. Так, для бытового использования подойдут почти все виды пирометров, если учесть максимальную температуру теплоносителя в системе отопления до 110 °С.

Погрешность

Погрешность предполагает уровень возможных отклонений значений температуры и зависит от точности пирометра. В среднем допустимые отклонения — не превышающие 2% от нормы.

Коэффициент излучения

Данный параметр представляет собой отношение мощности текущего температурного излучения к такому же показателю эталонного абсолютно черного тела.

СПРАВКА. Для матовых материалов коэффициент излучения равняется 0,9-0,95. По этой причине большее количество приборов подбираются именно на это значение. Результат будет заметно отличаться от реального, например, в случае измерения степени нагрева поверхности блестящего алюминия.

В целях более точного измерения многие модели оснащаются лазерной указкой. При этом световой луч размещается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой прибор, пирометр обладает своими достоинствами и недостатками. Их наличие объясняется нюансами устройства и условиями применения.

  • Мобильность, малогабаритность и весьма простая конструкция;
  • Доступная низкая стоимость, обусловленная использованием минимального количества элементов в конструкции;
  • Высокий уровень надежности;
  • Достаточно широкий диапазон измерения.
  • Прямая зависимость показаний пирометра от излучаемой способности исследуемого предмета;
  • Точность результатов измерений может быть ниже из-за особенности физического состояния поверхности объекта;
  • Функция внесения поправки в показатели и установления погрешности предусмотрена только на самых новых приборах;
  • Расстояние играет большую роль в точности измерения.

Наиболее популярные модели

ЭОП-66

Пирометр ЭОП-66 применяется при осуществлении научно-лабораторных исследований. Рассчитан он на измерение показателей поверхностей предметов при температуре от +900 до +10000°С,

Данная стационарная модель оснащена телескопом, который состоит из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив располагает возможностью фокусировки на дистанции до 25,4 см, а его оптическое разрешение составляет 3:1. Обратите внимание: телескоп данного прибора фиксируется на основании и плавно передвигается в горизонтальной плоскости.

Кельвин ИКС 4-20

Это пирометр высокой точности, который обладает универсальным спектром определения температурных показателей: от -50 до +350 °С, весьма высокая скорость действия – 0,2 с. Применение инструмента предусмотрено в диапазоне 8-14 мкм.

Данный пирометр совмещает в себе возможности как мобильного, так и стационарного устройства. Это обусловлено компактными размерами (17х17х22 см) и наличием посадочного гнезда крепления объектива М12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пыленепроницаемость. Так, представленную модель пирометра возможно использовать в сложных производственных и строительно-промышленных отраслях.

С-700 «Стандарт»

Данное бесконтактное устройство предпочтительно использовать, например, в строительстве или металлургии. Он достойно служит в качестве инфракрасного детектора определения степени нагрева поверхностей сыпучих и твердых объектов, а также расплавленных и текучих материалов.

Температурный диапазон колеблется в пределах от +700 до + 2200 °С, что характерно для высокотемпературных приборов. Расширения возможности взаимодействия с внешними носителями достигается посредством двух вариантов выходного интерфейса: аналоговый выход 4 — 20 мА или цифровой RS-485.

СПРАВКА. Приобрести оптический пирометр возможно по весьма доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная — 30000 рублей.

Тест инфракрасных пирометров

Все пирометры в каталоге . Пирометр бесконтактно измеряет температуру предметов по инфракрасному излучению того места куда подсвечивает лазерный указатель. Пирометры измеряют температуры в спектральном диапазоне 8. 14 мкм. Тепловое излучение предметов проходит через объектив и фокусируется на приемнике, который преобразует его в электрический сигнал и отображается на дисплее в виде температуры.

Сравнительный тест и обзор пирометров

Для теста возьмем пирометры CEM DT-812, АКИП-9302, АКИП-9304, Testo 830-T1, Testo 830-T2. Пирометр CEM самый компактный, пирометр Testo хорошо лежит в руке и сделан из качественных материалов.

Температуру сравнивать результаты будем с показаниям температуры термогигрометра Testo 608-H1. Термогирометр установили рядом с картонной коробкой и выдержали время, чтобы температура была равна. Далее измеряем температуру пирометрами и сравним полученные результаты с показанием термогигрометра.

Самый точный пирометр из всех оказался Testo 830-T2 с двуми лазерными указателями, которые указывают крайние точки диаметра пятна измерения.

Самая большое отклонение у пирометра АКИП-9304, это связано с большим диапазон измерения температуры до 1000 градусов. Для него 25 градусов это начало шкалы и поэтому большая погрешность, до 100 градусов допустимая погрешность ± 2 °С. Для АКИП-9304 оптимально измерять температуру в середине шкалы около 500 °С.

  1. недорогие пирометры CEM достаточны для большинства измерений;
  2. при выборе пирометра необходимо выбирать пирометр с наименьшим диапазоном измерения;
  3. при измерение температуры различных поверхностей результаты могут отличаться.

Соберем в одну таблицу пирометры по: наименование, диапазон измерения, оптическому разрешению, количество лазерных указателей, возможность подключения внешней термопары и диапазон измерения термопарой.

Сравнительная таблица пирометров (инфракрасных термометров)

CEM DT-810

CEM DT-811

CEM DT-8806H

АКИП-9301

Диапазон

измерения

Погрешность

Оптическое

разрешение

Кол. лазерных

указателей

Наличие

термопары

НазваниеFluke 59 MAXTesto 805
Изображение
Цена1950 руб.2200 руб.2500 руб.2550 руб.2770 руб.3630 руб.3900 руб.
-30 . 380 °С-30 . 500 °С-30 . 350 °С-25. +250 °С
±2%±2%±2%± 0,3℃±2%±2%±2%
8:18:18:18:18:1
11111

CEM DT-8833

АКИП-9303

Testo 830-T1

АКИП-9302

Диапазон

измерения

Погрешность

Оптическое

разрешение

Кол.

указателей

Наличие

термопары

НазваниеCEM DT-8663Fluke 59 MAX+Fluke 62 MAX
Изображение
Цена4850 руб.4290 руб.4900 руб.4480 руб.5250 руб.5610 руб.5790 руб.
-50. 800 °С-28. 535 °С-30. +400 °С-28 ℃. 535 ℃-50. 380 °С-30. 500 °С-30. 500 °С
±1.5%±2%±2%±2%±1.5%±2%±2%
13:112:110:112:120:18:110:1
1111211
-50. 800 °С-200. 1380 °С

Название

Testo 810

Testo 830-T2

АКИП-9304

Fluke 62 MAX+

CEM DT-8839

Testo 831

Изображение

Цена

Диапазон

измерения

Оптическое

разрешение

Кол. лазерных

указателей

Наличие

термопары

Зависимость площади измерения от оптического разрешения

Коэффиицент оптического разрешения (показатель оптического визирования) — отношение расстояния от пирометра до поверхности измерения к диаметру пятна измерения. Чем больше расстояние от пирометра до поверхности измерения, тем больше пятно измерения. Например на расстоянии 1 м при коэффициенте оптического разрешения 8:1 пятно измерения будет 13 см. Чем больше оптическое разрешение, тем меньше площадь измерения температуры поверхности и точнее результат. Область обозначенная серым цветом указывает площадь поверхности, на которой будет производиться измерение температуры. Красной точкой обозначается лазерный указатель пирометра. Некоторые модели имеют несколько лазерных указателей, которые указывают границы области измерения температуры.

Для того чтобы получить диаметр пятна измерения необходимо вычислить по формуле D=(1/R)*L, где R — оптическое разрешение, L — длина до поверхности измерения. Например 1/8 * 5 м = 63 см диаметр пятна измерения с расстояния 5 м при оптическом разрешении 1:8.

На что влияет коэффициент оптического разрешения увидим на примере измерения температуры стены и трубы пирометром АКИП-9303 с оптикой 12:1. Измеряем температуру стены сперва на расстоянии 1 м (диаметр пятна 8 см), потом с расстояния 30 см (диаметр пятна 2,5 см). При измерении температуры стены с расстояния 1 м оптическое разрешение не имеет ни какого значения, т.к. объект измерения значительно больше пятна измерения. Результаты измерений ниже.

Второй случай когда измеряемый объект меньше площади пятна измерения, пирометр покажет средний результат в этом пятне. Измерим температуру трубы и стены с расстояния 30 см. В данной ситуации пятно измерения больше объекта, поэтому важно высокое оптическое разрешение. Результаты измерений ниже.

Как измерить температуру зеркальных поверхностей

Чтобы измерить температуру зеркально отполированной поверхности необходимо нанести на нее темную краску или наклеить, например бумажный скотч. Вместо краски может использоваться водный раствор графита от карандаша. Пирометр не может точно измерить температуру прозрачных поверхностей. Для измерения температуры зеркальных поверхностей рекомендуется использовать специальные наклейки с коэффициентом излучения равным 0,95. В примере ниже использовалась простая самоклеющаяся бумага и черный маркер. Измерение температуры зеркала дает результаты немного меньше, чем с наклекой и черным маркером. В данном случае результаты отличаются не значительно, в другой ситуации могут отличаться больше.

При измерении пирометром результат измерения зависит от коэффициента излучения. Большинство материалов имеет коэффициент эмиссии (излучающей способности) от 0,8 до 0,98. Стандартный коэффициент излучения у пирометров 0,95. Коэффициенты излучения почти всех материалов при температуре ноль градусов существенно не отличаются от значений при 25 градусах. В зависимости от состояния поверхности коэффициент эмиссии может быть другой. Пыль, дым, пар влияют на оптику пирометра и снижают реальную температуру.

Выбрать пирометры можете в каталоге.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector