Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Бесконтактные методы измерения температуры

Бесконтактные методы измерения температуры. Методы также называют пирометрами. Их преимущества перед предыдущими в том, что из-за их мало-инерционности, которая повышает точность измерений, становится возможной регистрация температуры быстро изменяющихся объектов.

У пирометров вероятный предел измерения не ограничен: однако это не значит, что их

нельзя применять для измерения температур в других диапазонах.

Погрешности в показаниях пирометров, к тому же немалые, вызваны необходимостью введения различных поправок при градуировании шкалы прибора.

Пирометры работают по следующему принципу. Из курса атомной и ядерной физики известно, что если имеется абсолютно черное тело с температурой Т, то полная энергия его излучения связана с температурой уравнением:

в котором δ = 5,75 ×10 -12 вт × см 2 × град -4 – постоянная.

При этом имеется такая энергия, которая излучается с площади 1 см 2 черного тела за 1

Однако ни одно физическое тело в действительности не является абсолютным черным телом.

Поэтому температуру нагретого тела определяют по формуле

в которой E T определяется эмпирически или из таблицы, является коэффициентом черноты полного излучения.

В пирометрах для компенсации изменений в окружающей среде применяются компенсаторы в виде катушек из никелевой проволоки с конструктивным оформлением в виде термобатареи.

Визирование на расстоянии 1 м от излучателя – это номинальное визирование. Определение погрешности параметра сводится к определению

Δε = (ε 2 – ε 1 ), где ε 2 , – практическая термическая электродвижущая сила черного тела (излучателя); ε 1

– табличные данные термической электродвижущей силы пирометра с соответствующим телескопом (устройство, которое служит для концентрации излучения источника (черного тела) на термоприемник (датчик), состоит из многослойной термобатареи и оптической системы).

Инерционность пирометра – это время, требуемое для установления термической электродвижущей силы, равной 99 % от табличных данных термической электродвижущей силы при комнатной температуре 20 ± 2 °C.

Лазерные указатели цели

Более современные модификации пирометров комплектуются лазерными указателями цели, помогающими правильно навести датчик на точку замера и определить площадь измеряемого участка. У них различные принципы действия и точность наведения тоже различная:

• одиночный лазерный луч – ориентировочно показывает центр участка замера и границы его устанавливает неточно, его ось не совпадает с центром оптики пирометра, поэтому имеет место погрешность параллакса;
• способ коаксиальный не имеет такого недостатка – луч лазера и оптическая ось полностью совпадают и луч показывает прямо в центр участка, но не может определить его границ;
• с двойным лучом лазера – этот указатель цели в состоянии показать размеры участка замера, но при небольших расстояниях может возникать неточность. Это особенно часто происходит на короткофокусных объективах;
• с кросс-лазером указатели цели предназначены для улучшения работы пирометров с короткофокусными объективами;
• одиночный круговой лазерный луч – с его помощью можно оконтурить участок замера, но, как и просто одиночный лазерный луч, он подвержен параллаксу и искажает показания аппарата на небольших расстояниях в сторону увеличения;
• круговой точный лазерный указатель цели – самый надёжный из перечисленных выше и не имеет недостатков других конструкций.

Информация о температурных параметрах точек дистанционного наблюдения на пирометрах-термометрах выводится на экран в текстовом и цифровом виде.

Как выбрать пирометр

При выборе пирометра следует обращать внимание на его ключевые характеристики:

Оптическое разрешение (показатель визирования) – отношение диаметра участка, излучение которого фиксирует прибор, к расстоянию между устройством и объектом измерений. Например, разрешение 1:10 означает, что максимальное расстояние до предмета должно быть не более 10 метров.

Если проводить замеры с расстояния, которое превышает оптического разрешения пирометра, под прицел попадут посторонние предметы. Полученные данные будут некорректными. Поэтому следует ответственно отнестись к выбору разрешения устройства.

• Настройка степени черноты или коэффициента излучения – способность материала отражать излучение.
• Диапазон температур – температуры, с которыми предполагается работать, должны находиться примерно на середине диапазона пирометра.
• Погрешность измерений – как правило, указана производителем. Чем меньше погрешность, тем точнее прибор.
• Вид прицела – если работы будут производиться с близкого расстояния, на средних температурах и при комнатном освещении, нет необходимости в оптическом прицеле.

Как правило, погрешность указывается для условий проверки пирометра в лаборатории, в реальности погрешности могут быть выше – влияет отражательная способность тела, температура окружающей среды, и другие факторы.

Также имеет значение наличие в пирометре предупреждающего сигнала о максимуме или минимуме температуры.

Многие модели оборудованы дополнительными функциями – датчики уровня влажности и температуры воздуха помещении.

При выборе следует учесть, для чего будет применяться пирометр – нужно ли большое разрешение, высокая точность измерений, и какой прицел предпочтительнее. Для промышленности и измерений в труднодоступных местах оптимален стационарный пирометр, для повседневных задач и работ в сфере строительства и теплоэнергетики – переносной.

Сфера использования

• 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.

Погрешность приборов и ее влияние на показания

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

Это интересно! Если термометр показывает температуру воздуха в помещении, то пирометром можно определить температурные показатели поверхности стен, пола, потолка, окон и дверей, тем самым сделав вывод о том, что становится причиной потерь тепла в доме. Прибор хотя и менее эффективен, однако за счет его низкой стоимости, он является доступным для каждого. При правильном и грамотном подходе, можно выявить место утечки тепла в доме, и ликвидировать его путем утепления.

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

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

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

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.

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.

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.

Метод сравнения с мерой

В данном случае измерение происходит за счет сравнения искомой величины со значениями, воспроизводимыми мерой. В качестве примера этого способа можно привести расчет массы с применением весов рычажного типа. Пользователь изначально работает с инструментом, в котором заложены определенные величины с мерами. В частности, используя систему уравновешивания гирями, он может с определенной долей точности зафиксировать и вес объекта. Классический прибор для измерения давления также в некоторых модификациях предполагает определение значения путем сравнения с показаниями в среде, в которой уже действуют изначально известные величины. Другой пример касается измерения напряжения тока. В этом случае, к примеру, характеристики работы компенсатора будут сравниваться с известной электродвижущей силой нормального элемента.

Общие сведения о приборе

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.

Преимущества и недостатки

Прибор пирометр, как и большинство изобретённых устройств, имеют свои достоинства и недостатки. Они обуславливаются особенностями устройства и условиями применения.

К преимуществам можно отнести следующие:

1. Простота конструкции и малые габариты. Пирометры используются довольно часто, поэтому малые размеры позволяют носить их даже в самом небольшом кармане или специальной сумке.
2. Низкая стоимость. Использование минимального количества деталей в конструкции позволяет производителям выпускать приборы в большом объёме и продавать их по низкой цене.
3. Высокая надёжность. Аппарат отличается хорошей работоспособностью, что незаменимо при использовании его в экстремальных условиях.
4. Широкий диапазон измерения. Большинство современных пирометров позволяют определять температуру объекта в пределах от 10 до 800 градусов. В выпущенных под конкретные задачи устройствах этот показатель может достигать и более высоких значений.

Среди недостатков можно выделить такие:

1. Зависимость прибора от излучательной способности объекта. При измерении температуры у одинаково нагретого блестящего и тёмного предмета будут получаться разные показатели.
2. Пирометр может выдавать неправильные показания из-за структуры поверхности объекта исследования, его физического состояния и наличия защитных покрытий.
3. Откорректировать показатели и установить погрешность можно только на самых новых приборах. Старые аппараты такой функцией не обладают.
4. На точность измерений влияет расстояние. Чем оно больше, тем выше вероятность выдачи неправильных показателей.

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:

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

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.

Технические параметры

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

диапазон;

отношение расстояния к размеру изображения;

излучаемость;

время отклика;

разрешение;

основная погрешность.

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.

Технические характеристики

Свои параметры есть у любого прибора. С их помощью определяется вид работы, которую выполняет это устройство. У пирометров отличают несколько основных свойств.

Оптическое разрешение и рабочий диапазон

Так называется отношение величины точки захвата пирометра к расстоянию до объекта. От этой характеристики зависит габарит тела, температуру которого нужно измерить. Оптическое разрешение определяется углом обзора объектива. Большее его значение позволяет расширить площадь вычисления, учитывая дистанцию до цели. Точность показаний обусловлена безошибочным наведением указателя пирометра на нужный предмет. При большем захвате правильность данных уменьшается.

Каждой модели характерен свой показатель разрешения. Его диапазон от 2:1 до 600:1. Максимальное оптическое разрешение у моделей для профессионалов, в быту достаточно показателя 10:1.

Погрешность и коэффициент излучения

Погрешность указывает на разницу реальной температуры тела и показанной прибором. Она измеряется в процентах и имеет предел отклонения не более 2 процентов в большую или меньшую сторону.

За эталон измерений коэффициента излучения принимают мощность выделения теплоты абсолютно чёрного предмета. Отношение выхода тепла от объекта измерения к эталонному — и есть коэффициент излучения. Так как за образец берётся величина 0,95, то именно на неё и настраиваются все пирометры. При измерении зеркальной поверхности отображаемый результат будет максимально отличаться от реального.

Наибольшую точность наведения обеспечивает лазерный прицел, который определяет границы измерений. Они бывают двух видов:

1. Самые точные показания у пирометров с круговым лазерным прицелом. Он позволяет работать с объектами любых габаритов на различных расстояниях. Наводящие устройства с двойным лучом предпочтительны на дальней дистанции. Результаты, замеренные на близлежащих целях, завышаются.
2. В самых бюджетных моделях устанавливаются прицелы с одинарным лучом. Наводятся по центру и имеют максимальную погрешность.

Работа с пирометром

Манипуляции по измерению температуры удалённого предмета несложные. Однако, чтобы избежать ошибок в данных, инструкцию прочитать всё же надо. В работу прибор включается кнопкой на рукоятке. Затем раструб наводится на цель с помощью лазерной точки. После этого на экране покажется цифра, означающая температуру измеряемого предмета.

Виды пирометров

Современные пирометры можно разделить на 2 категории:

1. Оптические
2. Инфракрасные

У каждой разновидности пирометров есть своя специфика применения.

Оптические пирометры – такие устройства являются аналоговыми. Пользователь должен самостоятельно сравнивать яркость свечения нагретого объекта с эталоном.

Первый оптический пирометр появился в начале XX века. Оптический измеритель представляет собой трубку с нитью накаливания внутри. Это так называемый эталон, яркость которого можно регулировать за счет изменения напряжения.

Интенсивность свечения нити накаливания нужно настроить таким образом, чтобы ее цвет соответствовал оттенку нагретого предмета. Далее по шкале напряжений можно легко определить температуру предмета.

Ключевыми преимуществами оптического пирометра являются:

1. Простая конструкция
2. Высокая точность измерения
3. Доступная цена

К недостаткам оптических измерителей можно отнести:

1. Хрупкость устройства
2. Необходимость использования штатива
3. Возможность измерения температуры лишь нагретых до красна предметов

Оптические пирометры обычно используются в металлургии, при плавке и термообработке различных металлов. Какие еще виды пирометров существуют.

Инфракрасные пирометры – измерительные приборы нового поколения. В таких измерителях процесс определения температуры полностью автоматизирован. Результат замера выводится на дисплей.

Первые пирометры инфракрасного типа появились в 60-х годах ХХ века, когда научно-технический прогресс позволил создать точный, стабильный и надежный датчик инфракрасного излучения.

В конструкции инфракрасного пирометра предусмотрены:

1. Оптическая система (линзы)
2. ИК-датчик
3. Процессор

Оптика отсеивает другие виды излучения, что повышает точность расчета температуры. Дополнительно тип оптической схемы пирометра определяет расстояние, с которого допустимо проводить замер. Датчик определяет мощность теплового инфракрасного излучения. Процессор производит вычисление температуры, с поправкой на коэффициент тепловой эмиссии.

Для электропитания инфракрасного пирометра используется батарейный блок. Элементами питания обычно выступают пальчиковые или микропальчиковые батарейки (АА, ААА).

У инфракрасных пирометров есть ряд неоспоримых преимуществ:

1. Удобная переносная конструкция
2. Устойчивость к вибрационным и прочим механическим нагрузкам
3. Высокая точность измерения
4. Возможность измерения как нагреты, так и охлажденных предметов
5. Возможность измерения температуры в труднодоступных местах

Основным затруднением использования ИК-пирометров является необходимость настраивать коэффициент тепловой эмиссии. От этого напрямую зависит точность замеров.

Разумеется, в бюджетных моделях нет возможность выбора коэффициента тепловой эмиссии. В таких приборах используется стандартное значение коэффициента, что значительно ограничивает перечень предметов, температуру которых можно измерять с более-менее высокой точностью.

Как выбрать пирометр с учетом эксплуатационных характеристик.

Устройство бесконтактных измерителей – пирометров

Бесконтактные измерители температуры по методу работы с информацией могут быть двух типов: пирометры и тепловизоры. Конструкция последних сходная с устройством пирометров. Но назначение приборов и их возможности различны:

• пирометром измеряют среднюю температуру наблюдаемого участка;
• тепловизор даёт возможность определить нагрев каждой части наблюдаемого участка.

В состав пирометра-термометра входят:

• датчик приёма инфракрасного луча с системой оптики и зеркальным световодом;
• преобразующая поступивший луч электронная плата;
• экран, на который выводится показатель температуры;
• кнопка управления.

Тепловое излучение собирается в фокус системой оптики и посредством зеркального световода подаётся на датчик первого преобразователя теплового луча в электросигнал с напряжением, прямо пропорциональным излучению. Второе преобразование электросигнала осуществляется в электронной плате, после чего информация выводится измерительно-счётным блоком на экран в виде цифр. Казалось бы, всё просто и для дистанционного замера температуры надо:

• кнопкой управления включить пирометр-термометр;
• навести аппарат на точку замера и считать цифры с экрана.

Но нет, чтобы получить точный результат, надо ещё и обратить внимание на условия видимости точки замера и прозрачности воздуха, а также правильно установить место стоянки при измерении – оно определяется оптическими параметрами аппарата. Мало правильно навести пирометр на участок замера, необходимо ещё и выбрать расстояние для установления площади измеряемого участка

Тогда оптика будет работать с тепловым излучением только от нужного участка, без помех от излучений близлежащих устройств.

Влияние внешних причин на точность измерений

Точность показаний пирометров зависит от нескольких причин:

• поверхность наблюдаемого участка оборудования должна находиться в прямой видимости;
• запылённость, водяные пары и туман на пути между источником излучения и принимающим датчиком делают сигнал более слабым, как и загрязнения на приёмном устройстве;
• сам наблюдаемый участок своей структурой и состоянием воздействует определённым образом на плотность инфракрасного излучения и, как следствие, на отображение температуры.

Влияние последней причины поясняет график зависимости поправочного коэффициента от длины волны. График отражает показатели источников излучения чёрного и цветного оттенков. Основой для сравнивания инфракрасного излучения служит чёрный цвет, он принят за единицу. Коэффициенты всех остальных могут быть только меньше единицы.

Влияние на точность термометра оказывают также:

• длина волны инфракрасного излучения, на которой производится измерение;
• температура наблюдаемого участка.

Пирометры. Разновидности и сферы применения пирометров

Немного из истории развития пирометрии

С середины 60-х годов прошлого столетия началось интенсивное развитие бесконтактных портативных пирометров, так как именно в это время были сделаны важные физические открытия, которые позволили начать производство малогабаритных пирометров с высокими характеристиками, широко применяемых на различных производствах. Изначально, когда Pieter van Musschenbroeck изобрел один из первых пирометров, они предназначались для измерения температуры визуально, по яркости и цвету сильно нагретого объекта. На сегодняшний день определение пирометра несколько расширилось, современные приборы правильнее называть инфракрасные радиометры, сейчас они измеряют достаточно низкие температуры от 0°C и ниже. Стремительное развитие технологий, позволило значительно расширить границы измерения температур твердых и жидких тел.

Лазерные пирометры и принцип их действия

Пирометр — это прибор для точного бесконтактного измерения температуры непрозрачных тел, являющийся одним из видов термометров, принцип действия которого заключается в измерении силы теплового излучения, которое исходит от объекта в диапазонне видимого света и инфракрасного излучения. Пирометры заключают в себе сложнейшие оптические и электронные системы, которые позволяют решить практически любую теплоизмерительную проблему в достаточно широком диапазоне температур, от -50 до 3000°С. Принцип действия инфракрасного пирометра заключается в измерении абсолютного значения излучаемой энергии одной волны в инфракрасном спектре. Такой метод измерения, на сегодняшний день, является относительно не дорогим. Данные пирометры могут производить любые измерения температуры, с нужной дистанции, но имееют ограничения связанные с диаметром исследуемого объекта и прозрачностью окружающей среды, что и является их уязвимой частью. Высокая чувствительность к загрязненной среде, ограничивает использование пирометра в влажных, запыленных, задымленных средах. Также далеко не все пирометры пригодны для измерения поверхности тел, которые во время технологического процесса переходят из одного физического состояния в другое, например из жидкого в твердое.

Основные виды пирометров

Пирометры спектрального диапазона можно разделить на несколько основных видов. Яркостные пирометры позволяют без применения специальных устройств определить температуру тела, путем сравнения цвета эталонной нити с цветом нагретого тела. Радиационные пирометры измеряют температуру с помощью пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Мультиспектральные пирометры определяют температуру объекта путем сравнения теплового излучения в различных спектрах.

Сферы применения пирометра

Измерение температуры пирометром выгодно отличается от обычных термометров. Измерения можно производить без остановки технического процесса или производства на безопасном расстоянии в местах повышенных температур. Так как пирометрические измерения очевидно имеют ряд преимуществ, сфера применения достаточно широка. Пирометры активно применяются на теплотрассах, для эффективного нахождения прорывов теплоизоляционной оболочки, также в строительстве для нахождения теплопотерь в жилых и промышленных зданиях. В лабораторных условиях, при исследованиях, где контактный метод нарушает чистоту эксперимента. В сфере теплоэнергетики, где нужно точно и быстро измерять температуру на участках малодоступных для другого вида измерения. Конроль температуры букс и ответственных узлов грузовых и пассажирских вагонов в сфере железнодорожного транспорта. Быстрое определение температуры любых непрозрачных тел, которые находятся в движении, поддержание и регулирование противопожарной безопасности, контроль и проверка систем кондиционирования, вентиляции и отопления.

Выбирайте пирометры Testo

На сегодняшний день лидером на рынке теплового измерительного оборудования, а в частности пирометров и термометров, является всемирноизвестная крупная немецкая компания Testo. Практически на всех рынках, где Testo присутствует со своими продуктами, компания занимает не только лидирующие позиции, но и стабильно удерживает 1-2 места по продажам среди производителей аналогичного оборудования. Успех компании достигается ставкой на научно-технические разработки, на которые ежегодно выделяется около 12% всего оборота компании. Таким образом ассортимент и качество продукции дает Testo явное превосходство над большинством аналогичных компаний.

Ссылки к статье: Каталог пирометров

Количество просмотров статьи: 8475

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».

Что измеряют пирометром?

Предметом определения является среднее температурное значение для поверхностей предметов, тел в рамках пятен измерений. Они имеют эллипсовидную либо округлую форму. Чем больше длина пути от объекта измерения к пирометру, тем масштабнее размеры пятна. Устройство нацеливают на нужный предмет, материал при помощи встроенного в него лазерного указателя. Его направляют непосредственно в центр измеряемой окружности.

Современные пирометры дистанционно фиксируют температуру, допускают минимальные погрешности, а также имеют эргономичный дизайн и автономное питание. Таким оборудованием пользуются, когда необходимо:

• проконтролировать температурный режим объектов в условиях высокого риска попадания под удар электрического тока;
• иметь дело с поверхностью предметов, где могут наблюдаться резкие изменения температуры;
• измерять силу нагрева объектов с неординарными температурными режимами (высокие уровни на одном и нормальные значения – на другом элементе).

Поскольку устройство имеет особый принцип работы, основанный на «считке» излучения тепловых волн инфракрасного диапазона, оно способно фиксировать температурные показатели объектов, которые находятся на расстоянии до 15 метров. Благодаря этому аппарат имеет такие плюсы, как:

• безопасность;
• удобство применения;
• высокая точность фиксации показателей тел, предметов, конструкций, материалов.

Основные источники погрешности пирометров [ править | править код ]

Самыми важными характеристиками пирометра, определяющими точность измерения температуры, являются оптическое разрешение и настройка степени черноты объекта .

Читать также: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

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 пирометр 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.

Коэффициент эмиссии ε (коэффициент излучения, степень черноты) – способность материала отражать падающее излучение. Данный показатель важен при измерении температуры поверхности с помощью инфракрасного термометра (пирометра). Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно чёрного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0 до 1 . Применение неверного коэффициента эмиссии — один из основных источников возникновения погрешности измерений для всех пирометрических методов измерения температуры. 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.

Назначение и сферы применения

Пирометром (бесконтактным инфракрасным термометром) измеряют излучаемые объектом тепловые характеристики в этом диапазоне. Приборы имеют свойство своеобразных детекторов. Благодаря технологиям, с помощью которых работает пирометр, фиксируется температура таких объектов:

• находящихся на значительном удалении или в труднодоступной зоне;
• движущихся целей;
• токоведущих частей без снятия нагрузки;
• процессов с высокой температурой протекания или быстрой её переменой;
• нагрев тонких слоёв.

Широкий спектр возможностей обеспечил большой спрос на такие замеры на теплотехнических предприятиях, где с их помощью фиксируют температуру котлов, бойлеров, турбин, теплотрасс и паропроводов. Электрики пользуются пирометрами для определения нагрева контактных соединений, кабелей, секций шин под напряжением, электродвигателей и подшипников.