Пирометр что это такое
Пирометр – что это? Описание принципа работы и правила эксплуатации
Дистанционное измерение температуры необходимо не только при контроле производственных процессов, но и является частью процесса наладки автономного отопления. После просчета удельной мощности нагревательных приборов и их монтажа необходимо проверить фактические температурные показатели. Лучше всего для этого применять инфракрасные пирометры.
Конструкция и принцип работы
Для измерения температуры поверхности материалов есть множество типов приборов. По своему применению они различаются на контактные и с дистанционным снятием показаний. Пирометры относятся к последнему классу устройств.
Принцип их работы основан на измерении тепловых волн, которые излучает нагретая поверхность. Общая схема устройства показана ниже:
Излучение попадает через раструб прибора на пирометрический датчик. В нем тепловая энергия преобразовывается в электрическую. Мощность получаемого сигнала зависит от температуры измеряемой поверхности – чем она выше, тем большая сила тока будет генерироваться датчиком. С помощью электронного преобразователя исходные данные выводятся на жидкокристаллический дисплей.
Есть еще одна разновидность пирометров – так называемые тепловизоры. Принцип их работы основан на сравнении спектра теплового излучения с эталонным.
На цветной экран проецируется картинка тепловых волн от объектов, попавших в объектив устройства. По спектральной характеристике можно определить величину температуры и визуально наблюдать ее градиентное изменение на площади измеряемого материала. Тепловизоры нашли практическое применение и для автономного частного отопления. С их помощью можно точно определить место протечки в скрытом трубопроводе.
Технические характеристики
Как и любой прибор измерения, работа инфракрасного пирометра характеризуется определенными параметрами. Выбор определенной модели осуществляется по их значениям. Рассмотрим самые важные из них.
Оптическое разрешение
Он определяет площадь объекта, на поверхности которого измеряется температура. Он напрямую зависит от угла объектива устройства. Чем он больше, тем значительнее будет площадь измерения температуры. При этом учитывается расстояние до объекта.
Главным условием проведения точного измерения является наложение пятна только на материал поверхности. В случае превышения площади значение температуры будет неточным. Оптическое разрешение – это величина отношения диаметра пятна прибора к расстоянию до объекта. В зависимости от модели оно может быть равным от 2:1 до 600:1. Последнее относится к классу профессиональных устройств, применяемых для снятия показаний нагрева поверхности в тяжелой промышленности. Для бытовых и полупрофессиональных пирометров оптимальный показатель равен 10:1.
Рабочий диапазон
Определяется параметрами пирометрического датчика. В большинстве случаев он составляет от -30°С до 360°С. Учитывая, что теплоноситель в системе отопления может иметь максимальную температуру до 110°С, для бытовых целей можно применять практически все виды пирометров.
Погрешность
Указывает степень колебаний значений температуры в зависимости от точности настроек устройства. В среднем допускаются отклонения около 2% от нормированного показания.
Коэффициент излучения
Это отношение мощности температурного излучения при текущей температуре к такому же параметру эталонного абсолютно черного тела. Для неблестящих материалов он составляет 0,9-0,95. Поэтому большинство устройств дистанционного измерения температуры настроены именно на это значение. Однако, если попытаться ими измерить степень нагрева поверхности блестящего алюминия, то значение на индикаторе будет значительно отличаться от фактического.
Для точности измерения многие модели оборудуются лазерной указкой. Световое пятно располагается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.
Как пользоваться
После приобретения прибора необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией. Несмотря на несложные правила эксплуатации, неправильные действия могут привести к значительным искажениям температурных значений. Порядок измерения степени нагрева материала с помощью пирометра:
- Включить устройство.
- Направить раструб на измеряемую поверхность.
- С помощью лазерной указки определить границу пятна измерения.
- После активации на экране появятся значения температур. В зависимости от модели они могут быть записаны в память устройства или будут заменены значениями следующих измерений.
Как видно, на практике пирометром может пользоваться каждый. Поэтому он становится обязательным прибором измерения для работников компаний, занимающихся проектированием и монтажом автономных систем отопления.
dearhouse.ru
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).
Читайте также: Что такое инфракрасный плёночный теплый пол?
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.
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.
Читайте также: Клетка Фарадея своими рукамиПогрешность
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.
Плюсы
- Мобильность, малогабаритность и весьма простая конструкция;
- Доступная низкая стоимость, обусловленная использованием минимального количества элементов в конструкции;
- Высокий уровень надежности;
- Достаточно широкий диапазон измерения.
Минусы
- 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.
Читайте также: Как сделать элемент Пельтье своими руками?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.
Как правильно измерять температуру пирометром
После покупки устройства необходимо внимательно изучить инструкцию к нему. Несмотря на весьма простые требования к эксплуатации, опрометчивые действия могут повлечь за собой значительные искажения температурных значений. Процесс правильного измерения температуры пирометром выглядит следующим образом:
- Включите прибор пирометра;
- Определите материал, из которого изготовлен объект (например, сталь или медь);
- Затем, в зависимости от модели прибора, занесите коэффициент излучения в качестве правки на дисплее;
- Направьте луч инфракрасного пирометра на измеряемую поверхность;
- Определите границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
При такой последовательности измерения вы получите результаты наиболее близкие к фактической температуре.
Пирометр – универсальный и незаменимый по своей функциональности прибор. Разобравшись в нюансах его эксплуатации, им легко можно пользоваться как в профессиональной сфере, так и в быту.
odinelectric.ru
Пирометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
Чтобы измерить температуру бесконтактным методом, используется пирометр, в народе его еще называют инфракрасный термометр. Это высокоточное оборудования позволяет измерять температуру, находясь в нескольких метрах от объекта.
Сейчас такое оборудование используется не только в промышленности, энергетики, медицине и других областях, есть и бытовые аппараты. Стоимость мобильных приборов невысокая, поэтому они эффективно применяются для контроля хранения продуктов, медикаментов, ими оснащаются пожарные команды и т.д.
Виды пирометров
Пирометр представляет собой сложное устройство, при помощи которого на расстоянии можно измерить температуру объекта в диапазоне от -50° до +3000°. Есть много технологий измерения и расшифровки инфракрасного излучения. Такие приборы классифицируют:
По методу работы:- Инфракрасные пирометры, у них также есть другое название — радиометры, в основе их работы лежит радиационный метод, а для точности наведения, они оснащаются лазерными прицелами.
- Оптические, они работают в диапазонах видимого и инфракрасного излучения.
Оптические приборы имеют свою классификацию:- Яркостные, их принцип работы основан на сравнении цвета излучения встроенной нити и исследуемого объекта.
- Цветовой, работает на основе сравнения яркости тела в разных областях спектра.
- Стационарные устройства используются в разных отраслях промышленности.
- Мобильные варианты используются в быту или там, где важна мобильность прибора.
По диапазону измерений:- Низкотемпературные пирометры могут измерять отрицательные температуры от -50°.
- Высокотемпературные — они позволяют измерять температуру +400° и больше.
Устройство прибора
Несмотря на то, что существует большой выбор приборов, которые отличаются по размерам, возможностям и своему назначению, устройство у них практически одинаковое.
Стандартные приборы внешне походят на пистолет, и в своем составе имеют такие элементы:
- Если присутствует лазерное наведение, то объект должен находиться в зоне прямой видимости. У оптоволоконных приборов есть оптоволоконный кабель, который можно изгибать. Недостатком является то, что кабель надо расположить от объекта на определенном расстоянии, что не всегда удобно, зато сам измерительный прибор будет находиться на безопасном расстоянии вне зоны действия высокого давления, электромагнитных излучений и т.д.
- Пирометр может иметь аналоговый или цифровой экран.
- Чтобы обеспечить точность измерений, диаметр измеряемой поверхности, должен быть не менее 15 мм.
- Кроме визуального контроля температуры, пирометры имеют и звуковое оповещение, оно срабатывает, когда достигается определенная граница измерений.
- При выполнении нескольких измерений, есть возможность определить среднее значение.
- Имеется возможность сохранения в памяти полученную информацию.
- В большинстве современных устройствах уже есть USB выход, что позволяет быстро и просто считывать с них информацию.
Принцип действия
Рабочими элементами в инфракрасном пироскопе являются линза, приемник инфракрасного излучения и экран, на котором можно увидеть результаты измерений. От исследуемого объекта идет инфракрасное излучение, которое при помощи линзы фокусируется, а затем направляется в приемник, который может быть в виде полупроводника или термопары, а когда их несколько, то термобатареи.
Когда ИК-приемник нагревается, то изменяется напряжение, в случае использования термопары или сопротивление, когда используются полупроводники. Эти изменения при помощи электронной системы преобразуются в показания температуры и выводятся на дисплей.
Изменение температуры измеряемого объекта приводит к изменению его инфракрасного излучения и это все отражается на экране пироскопа. Для проведения измерений, надо просто навести пироскоп на исследуемый объект, нажать на спусковой крючок и зафиксировать полученный результат. При помощи кнопки, можно выбрать измерение температуры по шкале Фаренгейта или Цельсия.
Область применения
- Строительство и теплоэнергетика. В этой области они используются для расчета теплопотерь зданий, также они помогают искать повреждения теплоизоляционного слоя на трубах, стенах и других объектах.
- Бытовое применение. В бытовых условиях при помощи таких приборов определяют температур тела, воды, еды, деталей автомобилей и др.
- Промышленность. Такие приборы позволяют на расстоянии анализировать температуру различных процессов, как в машиностроении, металлургии, так и в других областях промышленности.
- Наука. Здесь они используются для определения точной температуры веществ и предметов, во время проведения различных опытов и исследований.
Как выбрать пирометр
Надо обращать внимание на следующие характеристики:- Диапазон измеряемых температур, надо учитывать, с какой целью вы его собираетесь использовать.
- Спектральный диапазон, он должен соответствовать тому спектру, в котором планируете выполнять измерения.
- Тип прицела, он может быть лазерным или оптическим, его выбор зависит от расстояния до объекта.
- Оптическое разрешение, этот параметр характеризует расстояние до объекта и его размер.
- Прибор одно- или двухцветный, первый вариант более популярный, а второй используют, когда обследуемый объект движется или быстро меняет температуру.
- Наличие звуковой сигнализации, она срабатывает, когда значения температуры выходят за установленные пределы.
- Способ вывода результатов, они могут просто выводиться на экран, запоминаться или передаваться на компьютер.
- Простая конструкция, поэтому они редко ломаются.
- Удобная и несложная эксплуатация.
- Невысокая стоимость.
- Мобильность.
- Хорошая разрешающая способность.
- Способность проводить измерения температуры до — 50 градусов.
- Результат измерений будет зависеть от излучательной способности предмета, температура которого измеряется. Для компенсации такой погрешности, на современных приборах есть соответствующие регулировки.
- На точность проводимых измерений имеет влияние расстояние между прибором и объектом.
Главное преимущество оптических пирометров в том, что точность измерений не зависит от излучательной способности предмета и от расстояния до него. Современные оптические пироскопы будут давать погрешность в 1 градус в диапазоне температур 600-2400°С. Основным их недостатком является высокая цена. Такие пирометры менее популярные, по сравнению с инфракрасными приборами.
Особенности работы
Чтобы получить максимально точные результаты измерений, надо четко соблюдать расстояние, с которого оно выполняется, узнать его можно из инструкции к каждому прибору.
Некоторые пирометры имеют спусковой механизм, который работает в двух положениях. Если клавишу нажать до половины, то можно сканировать неоднородные по температуре участки. На дисплее результат будет постоянно меняться. Во втором положении, определяется наивысшая температура, после чего она фиксируется на экране.
Наличие переключателя коэффициента излучения помогает правильно настроить пирометр и получить точные результаты. В комплекте с пироскопом, обычно есть таблица, согласно которой проводятся такие настройки.
Как и любые другие приборы, пирометры имеют свои недостатки, но благодаря им можно измерять температуру объекта бесконтактно, что делает их в некоторых случаях просто незаменимыми. Современные бытовые устройства имеют доступную стоимость и способны обеспечивать необходимую точность измерений.
Похожие темы:tehpribory.ru
echome.ru
Пирометр, или его равнозначные названия – инфракрасный термометр (термодетектор, даталоггер температуры), — это точный инженерный прибор нового поколения для бесконтактного и быстрого измерения температурных показателей на расстоянии до трех метров от исследуемого объекта.
В основе его работы лежит принцип определения по тепловому электромагнитному излучению практически любого объекта температурного значения его поверхности. Это позволяет контролировать и своевременно регулировать температуру и ее перепады в промышленных и бытовых объектах, их деталях и элементах.
Относительно недорогой прибор идеален для использования как в бытовых рабочих процессах, так и в различных промышленных отраслях (если речь идет о мощном электронном пирометре) и высокотехнологичных производствах:
- тепло- и электроэнергетика;
- металлургия и металлообработка;
- гражданское, военное и промышленное строительство;
- проверка электрического оборудования;
- в пищевой промышленности;
- в лабораторных исследованиях;
- обследование двигателей внутреннего сгорания и подшипниковых элементов, компьютерных составляющих.
Как стационарные, так и мобильные модели термодетекторов особенно рациональны для обследования объектов инфраструктуры, рефрижераторной техники, оснащения мобильных охраннопожарных бригад, контроля условий хранения и транспортировки пищевых и медикаментозных продуктов.
Виды пирометров
Существует несколько классифицирующих подразделений пирометров:
- По основной используемой методике работы:
- инфракрасные (радиометры), использующие радиационный метод для ограниченного инфракрасного волнового диапазона; для точного наведения на цель снабжены лазерным указателем;
- оптические пирометры, работающие в не менее, чем в двух диапазонах: инфракрасного излучения и спектра видимого света.
- Оптические инструменты в свою очередь делятся на:
- яркостные (пирометры с пропадающей нитью), основанные на эталонном сравнении излучения предмета с величиной излучения нити, сквозь которую пропускается электроток. Значение силы тока и служит показателем измеряемой температуры поверхности объекта.
- цветовой (или мультиспектральный), работающий по принципу сравнения энергетических яркостей тела в различных областях спектра, — используются как минимум два детектирующих участка.
- По способу прицеливания: инструменты с оптическим или лазерным прицелом.
- По используемому коэффициенту излучения: переменный коэффициент или фиксированный.
- По способу транспортировки:
- стационарные, используемые в тяжелой промышленности;
- переносные, используемые на участках производимых работ, для которых важна мобильность.
- Исходя из температурного диапазона измерений:
- низкотемпературные (от -35…-30°С);
- высокотемпературные (от + 400°С и выше).
Строение пирометра
Базисом конструкции прибора является детектор инфракрасного (теплового) излучения, интенсивность и спектр которого напрямую зависит от температуры поверхности объекта. Встроенная электронная система измерения фиксирует данные и отображает их на дисплее в удобном формате для дальнейшего анализа пользователем.
Стандартный пирометр представляет собой пистолет, который выглядит как лазерный бластер из фантастических фильмов, с небольшим жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображаются замерянные показатели температурных режимов. Небольшая и удобная панель управления, лазерная наводка и высокая точность при близком контакте с объектом делают инструмент весьма востребованным среди технического и инженерного персонала.
Устройство пирометра формирует следующие технические характеристики приборов:
- оптическое разрешение (кратность варьируется в пределах 2…600);
- рабочий диапазон температур (-50…+4000°С);
- измеряемое разрешение;
- быстродействие (в современных моделях менее секунды, что особенно актуально при измерении быстро меняющихся показаний).
Обычно пирометры обладают небольшими, компактными габаритными размерами; устройство отображение информации может быть как аналоговым, так и цифровым. Диаметр объекта излучения должен составлять не менее 13-15 мм.
Современные модели могут обладать расширенным функционалом:
- функцией внутренней памяти для хранения данных замеров;
- определением минимального и максимального показателей серии измерений;
- подача звукового или визуального сигнала при достижении заданного порогового значения.
Для переноса информационных данных на персональный компьютер или внешний носитель усовершенствованные пирометрические устройства оборудуются USB-интерфейсом.
Принцип действия
Работа приборов этого типа основана на возникновении инфракрасного излучения и определении показателя абсолютного значения излучаемой в инфракрасном спектре энергии длины волны.
Инструмент направляется на удалённый объект, расстояние до которого лимитируется только диаметром замеряемого пятна и составом («чистотой») окружающей объект воздушной среды. Измерение характеристик излучения объекта (его интенсивность и спектральный состав) пирометрическим прибором косвенным образом определяет и температуру его поверхности.
Принцип работы пирометра определяет основной функционал инструмента:
- измерение температуры удалённых (недоступных или труднодоступных) объектов, а также температуры их движущихся элементов;
- анализ температурного режима находящихся под напряжением объектов при невозможности контактных способов измерения;
- экспресс-фиксация быстрых температурных изменений поверхности объектного тела;
- исследование объектов, обладающих низкой теплоёмкостью или теплопроводностью.
Использование пирометра на промышленных объектах и в быту не представляет никаких сложностей: инструмент наводится на обследуемый объект, измерение и фиксация на дисплее температурных данных выполняется в считанные секунды при нажатии и удержании «курка».
Стоимость прибора зависит от его технических характеристик, «брендовости» производителя, используемых методов работы и варьируется в диапазоне 1500-15000 рублей.
Видео по теме
echome.ru
Пирометр — что это такое?
- 29 августа 2017 г. в 14:10
- 323
Испокон веков люди измеряли температуру. Казалось бы, нет ни чего проще, однако при более детальном рассмотрении этот вопрос сразу обрастает все новыми и новыми сложностями. Первобытному человеку, наверное, было достаточно измерение температуры по принципу холодно-тепло и в зависимости от этого, он надевал либо набедренную повязку, либо шкуру убитого накануне медведя! Но времена меняются, и такого рода измерение уже не устраивает, а точности измерения становится не достаточно.
Появились разного вида термометры, которые позволяли достаточно точно измерять температуру. Но и они не всегда были удобны, так как для измерения термометром необходим контакт измерительного зонда с объектом измерения. А как быть если необходимо измерить температуру в точке, до которой очень трудно добраться? А если точка находится в агрессивной среде? А если объект находится в постоянном движении?
В общих чертах была поставлена задача и инженерная мысль начала поиск решения этой проблемы. Так, во второй половине прошлого века появились первые пирометры. Первый пирометр был разработан и выпущен в 1967 году американской компанией WAHL.
Компания смогла на основе важнейших физических открытий в этой области начать массовое производство пирометров с высокими потребительскими характеристиками и все это смогли спрятать в маленький корпус. Новый принцип измерения заключался в построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии. Такой метод измерения позволил существенно расширить границы измерения температуры твердых и жидких тел в самых труднодоступных местах. Пирометры прочно заняли свое место в линейке приборов для определения температуры!
Строго говоря, пирометр — это прибор который бесконтактно производит измерение температуры разного рода тел и сред на основе измерения мощности теплового излучения объектов измерения в диапазоне инфракрасного излучения, а также в области видимого света.
Исходя из этого, можно определить основные характеристики пирометров — это оптическое разрешение и настройка степени черноты тела. Оптическое разрешение или как его еще называют Показатель визирования это отношение диаметра пятна визирования на поверхности объекта, измерение температуры ( излучения) с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Это можно представить себе так — конусный луч фонарика освещает поверхность и чем дальше поверхность тем большее пятно засвечивается то есть с увеличением расстояния до измеряемого объекта большая поверхность измеряется.
Но как быть когда необходимо измерить очень маленький объект в окружении других объектов, имеюoих разные температуры? Ответ прост — коэффициент визирования (оптическое разрешение пирометра) должен быть максимальным (то есть, конус «фонарика» должен быть очень узким в предельном значении — луча). Это достигается использованием качественной оптики или проще говоря объективом пирометра, при этом стоимость одинаковых пирометров с разными объективами (коэффициентами визирования) может отличаться в десятки раз! Для точности визирования современные пирометры имеют лазерный указатель, который будет показывать центр измерительного пятна.
Ни в коем случае нельзя эту точку воспринимать как область измерения температуры — в зависимости от оптического разрешения область измерения будет кругом, с центром в точке от лазерного луча, с диаметром от 1 сантиметра до 1 метра! Степень черноты тела или как его называю иначе коэффициент излучения характеризует прежде всего свойства поверхности объекта измеряемую пирометром. Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0,1 до значений, близких к 1.
Для примера: если для окисленной стальной поверхности коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075. Это один из основных факторов, которые влияют на точность показаний иными словами — не может быть произведен замер температуры с большой точностью, без корректировки пирометра, для конкретного объекта. Но это необходимо делать только в том случае, когда нам необходимо получить очень точные показатели измерений.
В повседневной жизни для измерения температуры погрешность вносимая коэффициентом излучения, соизмерима и укладывается в общую погрешность, при этом необходимо учитывать «однородность» измеряемых пирометром объектов то есть с одинаковы коэффициентом излучения или же в определенном диапазоне.
Все пирометры можно разделить по следующим категориям или признакам:
- По принципу измерения пирометры бывают яркостные пирометры позволяющие определять температуру объекта путем сравнения цвета с эталоном.Радиационные пирометры измеряющие температуру объекта посредством пересчета мощности теплового излучения. Цветовые пирометры позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
- По температурному диапазону:Низкотемпературные. Пирометры этого типа способны определять отрицательные температуры, при этом диапазон положительных температур может быть достаточно большим.Высокотемпературные. Пирометры работают в диапазоне высоких температур и не способны производить замеры объектов с отрицательной температурой.
- По способу эксплуатации:Переносные пирометры предназначенные для эксплуатации в полевых условиях. Они имеют малый вес, дисплей отображения показателей, автономное питание. Предназначены для очень широкого круга задач по измерению температуры. Могут иметь внутреннюю память и подключаться к компьютеру для передачи данных.Стационарные пирометры предназначены для выполнения чаше всего постоянного замера в конкретной точке. Обладают повышенной точностью и как правило не имеют своего дисплея, а передают данные на компьютер или пульт управления Способны работать при неблагоприятных условиях окружающей среды. Чаще всего применяются при необходимости замеров на промышленных предприятиях. Имеют большие размеры и вес.
Область применения пирометров очень велика, и они все сильнее теснят традиционные приборы для измерения температуры. Но все таки основная задача пирометров это измерение температуры в труднодоступных местах и в местах с агрессивными средами, а также объекты которые находятся в постоянном движении или расположены в электро или пожароопасных местах.
В настоящее время предложений по продаже пирометров очень много и здесь главное не ошибиться в выборе производителя. Пирометры, которые предлагаем мы, выпущены на промышленном государственном предприятии Китая, заводе по производству электронных приборов и компонентов CEM, SHENZHEN EVERBEST MACHINERY INDUSTRY CO., LTD.
Государственное предприятие «СЕМ» принадлежит к категории предприятий имеющих высшую оценку экспертов по качеству выпускаемой продукции. Этому предприятию предлагают свои заказы для производства многие ведущие фирмы, специализирующиеся на разработке измерительной техники. В линейке пирометров, представленных фирмой «СЕМ» насчитывается десятки пирометров, которые обеспечивают все диапазоны измерения температуры.
При выборе пирометра следует обратить внимание на следующие особенности и характеристики:
- Диапазон измеряемой температуры. Разные модели инфракрасных пирометров способны показывать температуру объектов от отрицателных до высоких температур, лучше выбирать пирометр уже зная какой диапазон температур вам нужен
- Оптическое разрешение. еще называют показателем визирования. Оптическое разрешение пирометра определяется отношением диаметра так называемого пятна на поверхности объекта, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Чтобы понять какое оптическое разрешение пирометра вам нужно, необходимо знать где будет применяться прибор. Если нужно или возможно измерять температуру объекта с небольшого расстояния(10-30см) и площадь предмета будет достаточно большой(от 3см2), то подойдут инфракрасные термометры с небольшим оптическим разрешением например 8:1 вряд ли подойдет. Если требуется измерять температуру с растояния в несколько метров, то следует выбирать пирометр с высоким оптическим разрешением, так что бы пятно измерения не выходило за пределы объекта например 50:1.
- Ниже изображен рисунок пирометра и его пятно измерения температуры на разном расстоянии, как выбрать пирометр:
- Погрешность. Выбирается пирометр в зависимости от того с какой точностью вам нужно измерить температуру объекта с помощью бесконтактного термометра
- Излучаемость (коэфициент излучения). Коэффициент излучения (называемый иногда «степень черноты») характеризует способность поверхности тела излучать инфракрасную энергию. Этот коэффициент определяется как отношение энергии, излучаемой конкретной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Коэффициент излучения пирометра может принимать значения от очень малых, ниже 0,1 до близких к 1. В недорогих моделях пирометров он как правило фиксированный(усредненный 0,95), если вы измеряете температуру объекта у которого степень черноты отличается от 0,95 то пирометр с фиксированным коэфициэнтом будет измерять с большей погрешностью. В более дорогих моделях есть возможность устанавливать для каждого объекта свой коэффициент излучения. Неправильный выбор коэффициента излучения — основной источник погрешности для всех пирометрических методов измерения температуры.
- Контактный датчик температуры (термопара). У более дорогих моделях в комплекте идет термопара с помощь которой можно откалибровать пирометр для каждого объекта, путем вычисления коэфициента излучения.
- Лазерный целеуказатель. Практически во всех моделях пирометров есть лазерный целеуказатель, он упрощает наведение инфракрасного термометра на цель В профессиональгных моделях пирометров встроен двойной лазерный целеуказатель, при наведении на объект когда два лазерных луча сходятся в одной точке достигаестся оптимальное расстояние до объекта.
- Возможность записи видео и фото. Модели пирометров с возможностью при измерении температуры одновременной записи видео измеряемого объекта, эта функция удобна при анализе данных температуры объекта.
- Передача данных на ПК. Модели имеющие интерфейс USB для передачи данных на ПК и последующего анализа
- Регистрация и удержание данных на дисплее. Возможность пирометров регисрировать максимум и минимум при измерении температуры, а также удерживвать показания после измерения.
Сравнительная таблица характеристик на компактные пирометры моделей: DT-810, DT-811 ,DT-812, DT-880H, DT-882H, DT-883H, DT-8801, DT-8802
| Автоматическое сохранение данных | * | * | * | * | * |
| Автоматическое отключение питания | * | * | * | * | * |
| ЖК дисплей с белой подсветкой | * | * | * | белая подсветка | * |
| Индикатор превышения значения диапазона | * | * | * | * | * |
| Запись макс., мин | * | * | |||
| Широкий диапазон измерений | * |
| 810 | 811 | 812 | 880H | 882H | 883H | 8801 | 8802 | |
| Диапазон | -30°C — 260°C/ -22°F — 500°F | -30°C — 380°C/ -22°F — 716°F | -50°C — 500°C/ -58°F — 932°F | -50°C — 500°C/ −58°F — 932°F | -50°C — 700°C/ −58°F — 1292°F | -50°C-850°C/ −58°F — 1562°F | -50°C — 330°C/ -58°F — 626°F | -50°C-380°C/ -58°F — 716°F |
| Основная погрешность | ±2% от показаний или ±2°C/±4°F | |||||||
| Разрешение | 0,1°C/°F | 0,1° до 200°,1° свыше 200° | 0,1°C/°F | |||||
| Время отклика | Менее 1 секунды | |||||||
| Оптическое разрешение | Отношение расстояния к размеру изображения 8:1 | 12:1 (расчет при 90% заряда) | ||||||
| Излучаемость | Установлена 0,95 |
Сравнительная таблица характеристик на профессиональные высокотемпературные инфракрасные термометры моделей: DT-8818H, DT-8819H, DT-8826H, DT-8828H, DT-8818, DT-8819, DT-8828, DT-8829, DT-8858, DT-8859, DT-8859H
| °C или °F по выбору | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Лазерный указатель | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Автомат. сохранение данных | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Автомат. отключение питания | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| ЖК дисп. с белой подсветкой | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Инд. превышения диапазона | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Запись макс., мин., DIF, AVG | */- | */- | */*/- | * | * | * | * | * | * |
| Сигнал о низ./выс. значении | */- | */- | */*/- | * | * | * | * | * | * |
| Настройка излучения | */0.95 | */0.95 | */*/0.95 | 0,95 | Регулир. 0,10~1,0 | Регулир. 0,10~1,0 | Регулир. 0,10~1,0 | Регулир. 0,10~1,0 | Регулир. 0,10~1,0 |
| Блок. спускового механизма | */- | */- | */*/- | * | * | * | * | * | * |
| Диапазон | -50°C — 550°C | -50°C — 750°C | -50°C — 900°C | -50°C — 1000°C | -50°C — 1000°C | -50°C — l000°C | -50°C — l000°C | -50°C −1300°C | -50°C — 1600°C | -50°C — 1600°C |
| -58°F — 1022°F | -58°F — 1382°F | -58°F — 1652°F | -58°F — 1832°F | -58°F — 1832°F | -58°F — l832°F | -58°F — l832°F | -58°F — 2372°F | -58°F — 2912°F | -58°F — 2912°F | |
| Отношение расстояния к размеру изображения | Отношение расстояния к размеру изображения 16:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 30:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | ||||||
| Излучаемость | Регулируется 0,1-1,0 (8818H, 8819H,8826H, 8828H) | Установлена на 0,95 | Регулир. 0,10~1,0 | |||||||
| Время отклика | Менее 1 секунды | Менее 1 секунды | Менее 150 мс | |||||||
| Разрешение | 0,1°C/°F (8818H, 8819H,8826H,8828H); 0,1° до 200°, 1° свыше 200° (8818, 8819, 8828, 8829) | 0,l°C/°F | 0.1° до 2000°, 1° свыше 2000° | |||||||
| Основная погрешность | ± 1,5% от показаний или ± 2°C/± 4°F | ±1,5% от показаний | ± 1,5% от показаний или ± 2°C/± 4°F | ± 1,5% от показаний или ± 1°C/± 1.8°F |
Сравнительная таблица характеристик на профессиональные высокотемпературные инфракрасные термометры в комплекте с термопарой моделей: DT-8830, DT-8831, DT-8832, DT-8833, DT-8833H, DT-8835
| °C или °F по выбору | * | * | * | * | * | * |
| Лазерный указатель | * | * | * | * | * | * |
| Автоматическое сохранение данных | * | * | * | * | * | * |
| Автоматическое отключение питания | * | * | * | * | * | * |
| ЖК дисплей с белой подсветкой | * | * | * | * | * | * |
| Индикатор превышения диапазона Функция блокировки пускового механизма | * * | * * | * * | * * | * * | * * |
| Запись макс., мин, DIF, AVG | * | * | * | * | * | * |
| Сигнал о высоком и низком значении | * | * | * | * | * | * |
| Настройка излучаемости | * | * | * | * | * | * |
| Измерение температуры типа К | * | * | * | * | * | * |
| Макс. температура | 380°C/716°F | 480°C/896°F | 580°C/1076°F | 800°C/1472°F | 850°C/1562°F | 1050°C/1922°F |
| Оптическое разрешение | 13:1 | 30:1 |
Сравнительная таблица характеристик на профессиональные пирометры с двойным лазерным целеуказателем модели: DT-8860/8861/8862/8863/8865
| °C или °F по выбору | * | * | * | * | * | * |
| Два лазерных указателя | Single laser | * | * | * | * | * |
| Автоматическое сохранение данных | * | * | * | * | * | * |
| Автоматическое отключение питания | * | * | * | * | * | * |
| ЖК дисплей с белой подсветкой | * | * | * | * | * | * |
| Индикатор превышения диапазона | * | * | * | * | * | * |
| Функция блокировки при постоянном считы- вании показаний | * | * | * | * | ||
| Макс. дисплей | * | * | * | * | * | * |
| Сигнал о высоком и низком значении | * | * | * | * | ||
| Настройка излучаемости | * | * | * | * | * | |
| Красная подсветка и звуковой сигнал | 8862B | 8863B | ||||
| Оптическое разрешение | 12:1 | 12:1 | 12:1 | 12:1 | 20:1 | 30:1 |
| Диапазон ИК температуры | -50°C −450°C | -50°C −450°C | -50°C −550°C | -50°C −650°C | -50°C −800°C | -50°C −1000°C |
| -58°F −842°F | -58°F −842°F | -58°F −1022°F | -58°F −1202°F | -58°F −1472°F | -58°F −1832°F | |
| Разрешение ИК температу-ры | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | |||||
| Излучаемость | Установлена 0,95 | Регулируется 0,10~1,0 | ||||
| Основная погрешность | ±1,0% от показаний | |||||
| Время отклика | Менее 150 мс | |||||
| Спектральный отклик | 8-14 мкм |
Сравнительная таблица характеристик на профессиональные высокотемпературные пирометры модели: DT-8867H/8868/8868H/8869/8869H/8878/8879/8889
| Два лазерных указателя | 8878 | 8879 | 8889 | 8889H | 8867H | 8868 | 8869 | 8868H | 8869H |
| Регистрация макс., мин., DIF, AVG и предохранитель спускового механизма | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Сигнал о низком/высоком значении показания | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Автоматическое отключение питания | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Настройка излучаемости | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Вход типа К | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Интерфейс USB | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| Журнал регистрации данных | * | * | |||||||
| Беспроводной интерфейс | * | * | |||||||
| Сохранение показаний в памяти | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
| ИК диапазон температуры | -50°C — 1200°C/ | -50°C — 1600°C/ | -50°C — 1850°C/ | -50°C — 2200°C/ | -50°C −1650°C/ | -50°C −1200°C/ | -50°C — 1600°C/ | -50°C — 1850°C/ | -50°C −2200°C/ |
| -58°F — 2192°F | -58°F — 2912°F | -58°F — 3362°F | -58°F — 3992°F | -58°F −3002°F | -58°F −2192°F | -58°F −2912°F | -58°F — 3362°F | -58°F −3992°F | |
| Время отклика | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс | Менее 150 мс |
| Разрешение | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° | 0,1° до 1000°, 1° свыше 1000° |
| Основная погрешность (ИК) | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний | ±1,0% от показаний |
| Оптическое разрешение | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 75:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 75:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 30:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | Отношение расстояния к размеру изображения50:1 | Отношение рас- стояния к размеру изображения 50:1 |
| Излучаемость | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 | Регулируется 0,10~1,0 |
| Диапазон температуры типа К. | -50°C — 1370°C/ | -50°C — 1370°C/ | -50°C — 1370°C/ | -50°C — 1370°C/ | -50°C −1370°C/ | -50°C −1370°C/ | -50°C — 1370°C/ | -50°C — 1370°C/ | -50°C −1370°C/ |
| -58°F — 2498°F | -58°F — 2498°F | -58°F — 2498°F | -58°F — 2498°F | -58°F −2498°F | -58°F −2498°F | -58°F −2498°F | -58°F — 2498°F | -58°F −2498°F | |
| Основная погрешность (TK) | ±0,5% от показаний | ±0,5% от показаний | ±0,5% от показаний | ±0,5% от показаний | ±1,5% от показаний | ±1,5% от показаний | ±1,5% от показаний | ±1,5% от показаний | ±1,5% от показаний |
| Хранение показаний в памяти | 30 | 30 | 30 | 30 | 99 | 99 | 99 | 99 |
Профессиональные инфракрасные пирометры с цветным ЖК дисплеем TFT и видеокамерой модели: DT-9860/9861/9862/9863/9865
| 2,2″ -дюймовый TFT цветной ЖК дисплей 320×240 пикселов | |||||
| Камера, пиксел | 640×480 | 640×480 | 640×480 | 1.3 Мп | 1.3 Мп |
| Изображения (JPG) и видео (3GP) | * | * | * | * | * |
| Карта памяти МicroSD и функция регистратора данных | * | * | * | * | * |
| Двойное лазерное наведение | * | * | * | * | * |
| Кнопки установки даты/времени | * | * | * | * | * |
| Автоматическое отключение питания | * | * | * | * | * |
| Использование при высоких температурах | * | * | * | * | * |
| Запись макс., мин., DIF, AVG | * | * | * | * | * |
| Предупреждение о высокой и низкой температуре | * | * | * | * | * |
| Настройка излучения и предохранителя спускового механизма | * | * | * | * | * |
| Вход типа К | * | * | * | * | * |
| USB/ интерфейс Bluetooth | USB | USB | USB | USB/ Bluetooth | USB/ Bluetooth |
| Сохранение показаний в памяти | * | * | * | * | * |
| Температура и влажность воздуха | * | * | * | * | * |
| Измерение температуры точки росы, температура по сухому/мокрому термометру | * | * | * | * | * |
| Малая погрешность измерений 1,0 %) | * | * | * | * | * |
| Звукозапись | * | * | |||
| Выбор языка Английский, китайский, французский, немецкий, испанский | * | * | * | * | * |
| ИК диапазон температуры | -50°C — 1000°C -58°F — 1832°F | -50°C — 1600°C -58°F — 2912°F | -50°C — 2200°C -58°F — 3992°F | -50°C — 1000°C -58°F — 1832°F | -50°C — 2300°C -58°F — 4172°F |
| Время отклика | Менее 300 мс | ||||
| Разрешение | 0,1 до 1000°, 1° свыше 1000° | ||||
| Основная погрешность (IR) | ±1,0% от показаний | ||||
| Оптическое разрешение | Отношение расстояния к размеру изображения 50:1 | 75:1 | |||
| Настройка излучения | 0,10-1,0 регулируется | ||||
| Диапазон температуры типа К | -50°C — 1370°C /-58°F — 2498°F | ||||
| Основная погрешность (TK) | ±0,5% от показаний ±1°C | ||||
| Карта памяти МicroSD | Mакс. поддержка 8 Гб | ||||
| Диапазон температуры воздуха | 0 — 50°C/32 °F — 122°F | ||||
| Основная погрешность температуры воздуха | ±0,5°C/l°F | ||||
| Диапазон влажности | 0 — 100%RH | ||||
| Основная погрешность по влажности | ±2.5%RH(20%~80%RH) | ||||
| Диапазон температуры точки росы | 0 — 50°C/32 — 122°F | ||||
| Диапазон температуры по мокрому термометру | 0 — 50°C/32 — 122°F |
Источник: ООО «СЕМ инструмент»
www.elec.ru
Пирометр - это... Что такое Пирометр?
Переносной пирометр инфракрасного излучения Стационарный пирометр инфракрасного излучения Оптический пирометрПирометр — прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.
Назначение
Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства (сталелитейная промышленность, нефтеперерабатывающая отрасль). Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Их можно применять в качестве теплолокаторов (усовершенствованные модели), для определения областей критических температур в различных производственных сферах.
История
Один из первых пирометров изобрёл Питер ван Мушенбрук. Изначально термин использовался применительно к приборам, предназначенным для измерения температуры визуально, по яркости и цвету сильно нагретого (раскалённого) объекта. В настоящее время смысл несколько расширен, в частности, некоторые типы пирометров (такие приборы правильнее называть инфракрасные радиометры) измеряют достаточно низкие температуры (0 °C и даже ниже).
Развитие современной пирометрии и портативных пирометров началось с середины 60-х годов прошлого столетия и продолжается до сих пор. Именно в это время были сделаны важнейшие физические открытия, позволившие начать производство промышленных пирометров с высокими потребительскими характеристиками и малыми габаритными размерами. Первый портативный пирометр был разработан и произведен американской компанией Wahl в 1967 году. Новый принцип построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии, позволил существенно расширить границы измерения температур твердых и жидких тел.
Классификация пирометров
Пирометры можно разделить по нескольким основным признакам:
- Яркостные. Позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити.
- Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения.
- Цветовые (другие названия: мультиспектральные, спектрального отношения) — позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
Температурный диапазон
- Низкотемпературные. Обладают способностью показывать температуры объектов, обладающих даже отрицательными значениями этого параметра.
- Высокотемпературные. Оценивают лишь температуру сильно нагретых тел, когда определение «на глаз» не представляется возможным. Обычно имеют сильное смещение в пользу «верхнего» предела измерения.
Исполнение
- Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую информацию.
- Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности, для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.
Визуализация величин
- Текстово-цифровой метод. Измеряемая температура выражается в градусах на цифровом дисплее. Попутно можно видеть дополнительную информацию.
- Графический метод. Позволяет видеть наблюдаемый объект в спектральном разложении областей низких, средних и высоких температур, выделенных различными цветами.
Вне зависимости от классификации, пирометры могут снабжаться дополнительными источниками питания, а также средствами передачи информации и связи с компьютером или специализированными устройствами (обычно через шину RS-232).
Основные источники погрешности пирометров
Самыми важными характеристиками пирометра, определяющими точность измерения температуры являются оптическое разрешение и настройка степени черноты объекта [1].
Иногда оптическое разрешение называют показателем визирования. Этот показатель рассчитывается как отношение диаметра пятна (круга) на поверхности, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Чтобы правильно выбрать прибор, необходимо знать сферу его применения. Если необходимо проводить измерения температуры с небольшого расстояния, то лучше выбрать термометр с небольшим разрешением, например, 4:1. Если температуру необходимо измерять с расстояния в несколько метров, то рекомендуется выбирать пирометр с большим разрешением, чтобы в поле зрения не попали посторонние предметы. У многих пирометров есть лазерный целеуказатель для точного наведения на объект.
Cтепень черноты (или коэффициент излучения) характеризует свойства поверхности объекта, температуру которого измеряет пирометр. Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0,1 до близких к 1. Неправильный выбор коэффициента излучения — основной источник погрешности для всех пирометрических методов измерения температуры [2]. На коэффициент излучения сильно влияет окисленность поверхности металлов. Так, если для стали окисленной коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075. [3]
Применения
Теплоэнергетика — для быстрого и точного контроля температуры на участках не доступных или мало доступных для другого вида измерения.
Электроэнергетика — контроль и пожарная безопасность, эксплуатация объектов (железнодорожный транспорт — контроль температуры букс и ответственных узлов грузовых и пассажирских вагонов).
Лабораторные исследования — при проведении исследований активных веществ в активных средах, а также в тех случаях, при которых контактный метод нарушает чистоту эксперимента (например, тело настолько мало что при измерении контактным методом потеряет существенную часть теплоты, или просто слишком хрупкое для такого типа измерения). Применяется в космонавтике (контроль, опыты)
Строительство — пирометры применяют для определения теплопотерь в зданиях жилого и промышленного назначения, на теплотрассах, для эффективного нахождения прорывов теплоизоляционной оболочки.
Бытовое применение — измерение температуры тела, пищи при приготовлении, и многое другое.
Отдельная большая область применения пиросенсоров - датчики движения в системах охраны зданий. Датчики реагируют на изменение инфракрасного излучения в помещении.
Примечания
- Болометр
- Термометр
- Термопара
- Пожарный извещатель пламени
- ГОСТ 28243-96 Пирометры. Общие технические требования
- Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. — Москва «Металлургия», 1980
- Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. — М.: Советское радио, 1978. — 400 с.
- Кременчугский Л. С., Ройцина О. В. Пироэлектрические приемники излучения. — Киев: Наук. думка, 1979. — 381 с.
- Температурные измерения. Справочник. — Киев: Наукова думка, 1989, 703 с.
- Рибо Г. Оптическая пирометрия, пер. с франц., М. — Л., 1934
- Гордов А. Н. Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.
- Белозеров А. Ф., Омелаев А. И., Филиппов В. Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и технике. // Оптический журнал, 1998, № 6, с.16.
- Скобло В. С. К оценке дальности действия тепловизионных систем. // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2001. Т.44, № 1, с. 47.
- Захарченко В. А., Шмойлов А. В. Приемник инфракрасного излучения // Приборы и техника эксперимента, 1979, № 3, с.220.
- Исмаилов М. М., Петренко А. А., Астафьев А. А., Петренко А. Г. Инфракрасный радиометр для определения тепловых профилей и индикации разности температур. // Приборы и техника эксперимента, 1994, № 4, с.196.
- Мухин Ю. Д., Подъячев С. П., Цукерман В. Г., Чубаков П. А. Радиационные пирометры для дистанционного измерения и контроля температуры РАПАН-1 и РАПАН-2 // Приборы и техника эксперимента, 1997, № 5, с.161.
- Афанасьев А. В., Лебедев В. С., Орлов И. Я., Хрулев А. Е. Инфракрасный пирометр для контроля температуры материалов в вакуумных установках // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 2, с.155-158.
- Авдошин Е. С. Светопроводные инфракрасные радиометры (обзор) // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 2, с.5.
- Авдошин Е. С. Волоконный инфракрасный радиометр. // Приборы и техника эксперимента, 1989, № 4, с.189.
- Сидорюк О. Е. Пирометрия в условиях интенсивного фонового излучения. // Приборы и техника эксперимента, 1995, № 4, с.201.
- Порев В. А. Телевизионный пирометр // Приборы и техника эксперимента, 2002, № 1, с.150.
- Широбоков А. М., Щупак Ю. А., Чуйкин В. М. Обработка тепловизионных изображений, получаемых многоспектральным тепловизором «Терма-2». // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2002. Т.45, № 2, с.17.
- Букатый В. И., Перфильев В. О. Автоматизированный цветовой пирометр для измерения высоких температур при лазерном нагреве. // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 1, с.160.
- Chrzanowski K., Bielecki Z., Szulim M. Comparison of temperature resolution of single-band, dual-band and multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 13. p. 2820.
- Chrzanowski K., Szulim M. Error of temperature measurement with multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 10. p. 1998.
dic.academic.ru