Прибор для измерения температуры бесконтактным методом

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Пирометр – это аппарат для определения теплового состояния тел бесконтактным способом. Появились эти приборы в середине 60-х годов ХХ века.

Принцип их работы основан на инфракрасном приёмнике, который производит измерения количества тепловой энергии, излучаемой телом, путём построения сравнительных параллелей.

Результатом анализа являются величины температуры нагрева или охлаждения объектов исследования. Открытие этого метода позволило расширить диапазон для измерения температур как твёрдых, так и жидких тел.

Пирометры и принцип их работы

Изначально под пиротермометрами (пирометрами) для измерения температуры бесконтактным методом подразумевались приспособления, предназначенные для определения теплового состояния сильно нагретых предметов визуально, по яркости и цвету.

Со временем эти приборы претерпели качественные изменения. Появились инфракрасные радиометры, которые могут диагностировать не только высокие, но и достаточно низкие (от 0º С и ниже) температуры.

Они определяют мощность излучения тепла объектом в зоне инфракрасных электромагнитных волн и видимого света.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом принято классифицировать как:

• оптические – определяют температуру разогретого тела визуально, без вспомогательных устройств, сравнивая его цвет с цветом нити эталона;
• цветовые или мультиспектральные — определяют температуру методом сравнения теплового излучения тела в различных спектрах;
• радиационные – используют пересчитанный показатель мощности теплового излучения для определения температур. Пирометры, производящие измерения в пределах широкой полосы спектральных излучений, называются пирометрами полного излучения.

Тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля, являются источником тепла.

Оптические (яркостные) пирометры дистанционно определяют температуру сильно нагретых (до свечения) объектов, ориентируясь на их тепловое излучение в видимой части спектра.

Оптическая часть этих приборов состоит из телескопа с объективом и окуляра. Перед окуляром находится красный световой фильтр. Вольфрамовая нить лампочки термометра расположена в фокусе объектива.

Степень нагрева объекта сообщает определённый цвет его излучению, что и даёт возможность диагностировать тепловое состояние объекта путём сравнения цвета его излучения с цветом накала нити в окуляре прибора.

Такими пирометрами, в основном, пользуются для измерения температур тел от 300ºС до 6000ºС, хотя для этого метода верхний предел не ограничен.

Принцип действия цветовых (мультиспектральных) пирометров основан на сравнении количества энергии излучения двух узких монохроматических видимых участков спектра.

В отличие от оптических, показатели цветовых аппаратов практически не зависят от колебаний коэффициента излучающих возможностей тел, зависящих от их температуры, состава и качества поверхности.

Наиболее интересными на сегодняшний день являются цветовые пирометры на фотоэлементах.

Если вас интересует покупка инфракрасных пирометров то советую обратить внимание на компанию Конрад, одного из лидеров измерительной электроники.

Самыми широко используемыми аппаратами в сфере пирометрии являются инфракрасные пирометры или радиометры, в которых взят за основу метод радиационной пирометрии. Они более чувствительны, хотя менее точны, находят все длины волн видимого света. Их технические характеристики определяются:

• оптическим разрешением;
• диапазоном определяемых температур;
• измеряемым разрешением;
• быстротой действия;
• точностью измерений;
• коэффициентом излучения (переменный – фиксированный);
• способом нацеливания (прицел оптический или лазерный).

Чтобы получить точную величину теплового состояния исследуемого объекта, пользователь должен всего лишь навести аппарат на объект и нажать на кнопку. Тепловой луч фокусируется системой при помощи оптики и попадает на первичный термический конвертер.

Электрический сигнал, который образуется на выходе, пропорционален температуре исследуемого объекта.

Изменённый в электронном преобразователе (вторичном термическом конвертере), этот сигнал обрабатывается измерительно-счётным устройством и подаётся в виде цифрового результата на дисплей.

Измерения могут проводиться на любом расстоянии. Однако не следует забывать о погрешностях, которые могут возникнуть в случае несоответствия прозрачности среды или площади измеряемого пятна.

Если диаметр пятна измерительного прибора меньше измеряемого предмета, то расстояние до объекта не влияет на точность измерений.

Когда же диаметр пятна превосходит величину объекта, прибор может принимать излучения окружающих предметов, что снижает результативность его температурных показателей.

Бесконтактные пирометры различают по температурному диапазону на низко- и высокотемпературные.

Низкотемпературные предназначены для измерения температур тел даже в области отрицательных значений.

Высокотемпературные бесконтактные термометры используются в случаях, когда накал сильно нагретых предметов нельзя оценить «на глаз». Их возможности сильно смещены в сторону верхних границ измерений.

Пирометрия в нашей жизни

Современное производство контрольно-измерительных приборов может предложить покупателю пирометры для измерения температуры бесконтактным методом — стационарные и переносные.

Переносные пирометры часто предназначены для работы в тяжёлых промышленных и климатических условиях. Они обладают большим оптическим разрешением, что даёт возможность мониторинга теплового состояния объектов величиной от 5 мм.

Пиротермометры переносные могут использоваться в любой промышленной сфере, как для контроля температуры, так и для отслеживания сложных технологических циклов, связанных с определёнными температурными режимами.

Как правило, датчики стационарных пиротермометров имеют выход на ПК.

Обычно их применяют:

• в тепловой энергетике;
• в электроэнергетике;
• на железнодорожном транспорте;
• в пожарной безопасности и контроле;
• в лабораторных исследованиях;
• с целью сканирования холодных и горячих точек;
• для контроля температур труднодоступных для человека объектов;
• для определения температур объектов, пребывающих в движении;
• в мониторинге систем кондиционирования, вентиляции и отопления.

Стационарные пирометры предназначены для эксплуатации в крупной промышленности, с целью непрерывного контроля за технологическим процессом в производстве металлов и пластиков. Их устанавливают там, где трудно или невозможно использовать контактные датчики температуры по соображениям безопасности персонала.

Областью их применения являются:

• металлообработка;
• металлургия, сталелитейное производство;
• нефтеперерабатывающая отрасль;
• керамическое и стекольное производство;
• производство цемента.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом в теплоэнергетике необходимы для точного и быстрого измерения температур в местах, где неэффективны другие способы измерений.

В электроэнергетике эти аппараты применяют для оценки нагрузки на кабельные линии, трансформаторы, качества теплоизоляции бойлеров, котлов, с целью контроля за пожарной безопасностью. Используют их также для контроля за температурой букс, важных узлов грузовых и пассажирских вагонов на железной дороге.

В металлообрабатывающей промышленности пирометры контролируют температуры прокатных станов, печей.

В строительстве пирометры определяют порывы в теплоизоляционных оболочках на теплотрассах, потери тепла в зданиях.

Способность пирометров реагировать на изменения инфракрасных излучений успешно используется для охраны зданий в датчиках движения.

При грузоперевозках они осуществляют контроль за хранением пищевых продуктов.

Благодаря компактности, удобству в эксплуатации и невысокой стоимости пиротермометры нашли своё место даже в быту. С их помощью можно измерить температуру тела, степень нагрева приготовляемых блюд, кухонной посуды.

Применяются достижения пирометрии и в космонавтике с целью контроля за опытами.

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.

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.

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.

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.

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.

Пирометры для измерения температуры: одноцветные и двухцветные модели, оптоволоконные Бесконтактные приборы

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом: простота и точность

Тех, кто связан с тепло- и электро-энергетикой или строительством , нередко интересует ряд вопросов: как произвести замер температуры объекта без выведения его из технического процесса и при этом обеспечить безопасность сотрудников?

А если объект находится в движении или расположен в труднодоступном месте? В данной статье Вы найдете ответы на эти вопросы и узнаете о том, что такое пирометры для измерения температуры бесконтактным методом, которые не только упростят технический процесс, но и сделаю его безопасным.

Характеристики и принцип работы

Прежде всего, стоит дать определение такому понятию как пирометр. Пирометр – один из видов средств определения температуры. Процесс замера показателей пирометром осуществляется за счет улавливания теплового излучения объекта устройством.

Значение температуры предмета указывается на встроенном индикаторе или же выдается цифровым значением. Говоря о пирометре, стоит отметить, что прибор способен к определению температурного режима в поле зрения устройства (то есть в пределах радиальной зоны).

Как правило, устройство выдает среднее значение в пределах области, в которой он установлен. Область улавливания данных прибором можно менять за счет перемещения устройства на разные расстояния от предмета.

Классификация устройств

Классифицируются пирометры для измерения температуры бесконтактным методом по ряду признаков — температурному диапазону измерений, исполнению определения данных, визуализации полученных данных. Теперь более подробно о каждом.

Температурный диапазон измерений. На данный момент существуют как низкотемпературные так и высокотемпературные пирометры. Первые способны к определению низких показателей оборудования, например, холодильной камеры. Вторые осуществляют замеры данных сильно нагретого предмета, температуру которого нельзя определить «на глаз».

Как правило, такие измерительные устройства выдают ощутимую погрешность, завышая показатели. Исполнение определения данных.

Здесь все предельно просто: стационарные приборы, которые используют в случае необходимости точных измерений, и мобильные пирометры, которые помимо точных данных дают возможность замера показателей в труднодоступных местах, например при осуществлении замера показателей конкретного участка трубопровода.

Визуализация полученных данных. Для удобства считывания полученных данных производят устройства с цифровым/текстовым значением на дисплее.

Для более глубоко анализа и подробной информации используют устройства с графическим методом представления данных. Такие устройства осуществляют сбор данных предмета разложением температурных зон на спектр.

Технические параметры

Следует обратить внимание на такие технические параметры, которые имеют пирометры для измерения температуры бесконтактным методом:

• отношение расстояния к размеру изображения;

Технические параметры бесконтактных средств определения температуры объекта. Диапазон возможности данных замеров от – 50 до 1 600 C. Отношение расстояния к размеру изображения — 50:1.

Излучаемость регулируется, установлена на 0,95. Время отклика – менее 1 секунды. Разрешение — 0,1C/F.

Основная погрешность — ± 1,5% от показаний или ± 2C/± 4F.

Рекомендации к использованию

Каких рекомендаций стоит придерживаться для того, чтобы грамотно эксплуатировать устройство и получать точный результат измерений? Прежде всего, стоит сказать о том, что точность показателей зависит от ряда факторов:

• способность излучения поверхности объекта;

• температура измеряемого предмета;

• температура той среды, в которой находится объект;

• расстояние, на котором происходит измерение.

Теперь подробнее о каждом. Излучательная способность предмета подразумевает под собой энергию (в данном случае тепло), которое объект отражает от себя. Большая часть предметов имеет способность излучения в пределах от 0,8 до 0,96. Это объясняет установленный при производстве в недорогих пирометрах показатель 0,95.

Температура предмета меняет способность излучения предмета, поэтому здесь может быть допущена погрешность в измерениях в полтора и более раз. К тому же, непрофессиональный пирометр не может дать точных показаний при замерах температуры предметов, показатель которых превышает отметку 550 градусов.

Температура окружающей среды также вносит свои коррективы в конечный показатель определения температуры. Это обусловлено тем, что в приборах встроены элементы-полупроводники, характеристика которых меняется в зависимости от окружающей среды. Изменение их свойств даст погрешность в прямой зависимости.

При измерении стоит учитывать важную деталь – зона, с которой планируется снимать показания не должна выходить за область объекта.

К каждой модели измерительных устройств прилагается инструкция с руководством по эксплуатации, в которой указывается идеальное расстояние и площадь для получения более точных результатов.

Среди моделей можно встретить приборы с лазерными указателями из нескольких лучей, обозначающих границы для измерений.

Также рекомендуется предупредить попадание любых взвешенных в воздухе частиц, которые могут отразиться на конечных показателях. Нельзя проводить измерения через прозрачные поверхности, потому что, в таком случае, будет получен результат измерения температуры этой поверхности.

Самостоятельное изготовление

В данном ролике рассказывается о том, как можно сделать простой пирометр своими руками.

В настоящее время существует огромное множество средств для измерения температуры тела бесконтактным способом. В данной статье были рассмотрены классификации пирометров, их технические показатели и факторы, которые влияют на точность измерений температуры объекта.

Несомненно, бесконтактное измерение показателей упрощает работу и делает процесс безопасным. Учитывая полученную информацию из этой статьи, Вы можете выбрать оптимальный вариант прибора для эксплуатации на производстве.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом: общие сведения, виды, правила пользования

В промышленном производстве часто возникают ситуации, при которых нужно точно определить температуру объекта без прямого контакта с ним. Обычные способы не дают нужного результата, поэтому ученые изобрели различные пирометры для измерения температуры бесконтактным методом. Приборы сразу же начали широко применяться и стали незаменимыми устройствами.

Пирометр — это очень простой и удобный в работе прибор. Для того чтобы измерить температуру выбранного объекта, достаточно просто направить на него устройство. Оно мгновенно определяет степень нагрева и выдаёт показания.

Сферы применения

Пирометры широко используются на производстве, где установлено много нагревательных приборов. С их помощью проверяется температура теплотрасс, бойлеров, паропроводов и обрабатываемых деталей. Электрики этим прибором проверяют степень нагрева кабелей, трансформаторов и мест соединения проводов, а металлурги — печей, станков, прессов.

Не обошли вниманием пирометр и автомастера. Им они проверяют нагрев электродвигателя и прочих деталей машины. В пищевой промышленности такие устройства используют для получения точных сведений о температуре хранения тех или иных продуктов питания.

Бесконтактные пирометры иногда используют для особых случаев. Среди них стоит отметить следующие:

1. Необходимость провести быстрое измерение (при пожарах и прочих непредвиденных ситуациях).
2. Исследование предметов или деталей, обладающих низкой теплоёмкостью.
3. Следить за степенью нагрева объектов, к которым запрещено прикасаться руками или какими-либо устройствами.
4. Измерение температуры тонкого поверхностного слоя изделия или очень маленькой его детали.
5. Контроль за степенью нагрева заготовки при изготовлении деталей особой важности.
6. Исследование объектов, которые работают от электрической энергии.
7. Необходимость определения температуры быстро движущегося объекта.
8. Проверка степени нагрева труднодоступных узлов или отдельных его деталей.

Виды пирометров

Эти незаменимые в промышленности приборы выпускаются под потребности конкретного производства. Они разделяются на несколько видов:

1. По принципу действия: оптические, инфракрасные. Первые разделяются ещё на два вида, которые называются цветовыми (сравнивают яркость объекта с другими областями спектра) и яркостными (исследуют степень излучения, идущего от детали, со значениями накала нити).
2. По методу прицеливания: с оптическим и лазерным наведением.
3. По коэффициенту излучения: постоянные и переменные.
4. По методу перемещения: мобильные, стационарные.
5. По измеряемым показателям: высокотемпературные (для определения показателей выше +400 градусов по Цельсию) и низкотемпературные (для измерения до 30 градусов ниже ноля).

Оптический аппарат

Такой пирометр считается одним из наиболее часто используемых. Он производит измерения в диапазоне инфракрасных лучей и видимого света. Состоит прибор из следующих деталей:

• объектив;
• лампа;
• ослабляющий светофильтр;
• нить накаливания;
• реостат;
• милливольтметр;
• рычаг реостата;
• монохромный светофильтр;
• окуляр;
• различные рукоятки для управления реостатом и всем прибором.

В основе принципа работы устройства лежит сравнение степени яркости излучения, исходящего от объекта с таким же показателем нити накаливания. Последний параметр определяется производителем и закладывается в память пирометра.

Оптический аппарат действует так:

1. Исходящий от исследуемой детали свет попадает в объектив прибора.
2. Через него он поступает в окуляр.
3. Рабочий видит выдаваемую степень яркости и сравнивает её с аналогичным показателем температурной лампы. Весь процесс выполняется в монохроматическом свете, который создаётся при помощи специального светофильтра.
4. Температура определяется с помощью милливольтметра. На нём нанесена специальная разметка, которая учитывает степень накала нити.

Инфракрасный радиометр

Этот вид пирометра работает на основе радиационного способа и в ограниченном интервале инфракрасного излучения. Для удобства пользования аппарат снабжён специальным лазерным указателем. Он помогает навести прибор на конкретное место детали и измерить его температуру.

Инфракрасный пирометр состоит из таких компонентов:

• диафрагма;
• объектив;
• кожух из меди;
• корпус;
• лампа;
• светофильтр;
• окуляр;
• накал;
• милливольтметр.

Принцип действия прибора основан на улавливании теплового излучения, идущего от горячего объекта, и фокусировке чувствительным элементом, соединённым с термопарой.

Работает прибор таким образом:

1. Включённый пирометр наводится на изучаемую деталь так, чтобы она оказалась в объективе и полностью закрыла от глаз человека другие предметы.
2. Окуляр передвигается и достигается максимальная чёткость изображения. При этом важно использовать светофильтр. Он не только позволит более точно выполнить измерения, но и убережёт глаза от вредного воздействия яркого света.
3. Тепловое излучение поступает на чувствительный элемент прибора. Она изготовлен в виде пластинки из платины.
4. К ней припаяны термопары, которые нагреваются в зависимости от температуры объекта.
5. Она измеряется, и результат выдаётся на экран прибора.

Правила пользования и техника безопасности

Перед использованием пирометра необходимо подробно изучить его инструкцию. Это поможет не только лучше понять принцип работы, но и убережёт от большинства проблем, которые могут возникнуть во время эксплуатации.

Основные правила:

1. Прибор включается, и его раструб направляется в сторону объекта исследований.
2. Определяются пределы измерений.
3. Выдаётся полученная информация.
4. Данные записываются в память устройства или на любой внешний носитель.

Прибор очень прост, и работать с ним сможет даже тот человек, который первый раз держит его в руках.

Кроме правил пользования, нельзя забывать и о технике безопасности. Нужно соблюдать такие меры предосторожности при работе с прибором:

1. Запрещается направлять пирометр в глаза человека. Лазерный луч, который исходит от него, может вызвать ожоги и прочие повреждения органов зрения.
2. Хранить прибор нужно в недоступном для детей месте. Если этого не сделать, то малыш случайно может наткнуться на него и использовать в качестве игрушки. При этом малейшая неосторожность может привести к повреждениям различной степени тяжести.
3. Запрещается класть прибор на горячую поверхность.
4. После исследования сильно разогретой поверхности контактная измерительная головка становится довольно горячей. Из-за неосторожного обращения с ней можно получить ожог.
5. Нельзя опускать аппарат в воду, так как он не герметичен. Такая неосторожность может испортить пирометр или способствовать неправильной его работе.
6. Запрещается прикасаться к исследуемому объекту прибором, руками или любыми другими частями тела.

Пирометр — это полезное устройство, которое даёт возможность определить температуру бесконтактным методом. Если всё правильно сделать и соблюсти рекомендации профессионалов, то можно быстро выполнить требуемые измерения и получить максимально точные результаты. Во время работы нельзя забывать и о личной безопасности.