Измерять температуру на расстоянии необходимо не только во время технологических процессов, но и при наладке автономного отопления. Фактические температурные показатели проверяют после монтажа и просчёта удельной мощности приборов, которые предназначены для обогрева. С его помощью можно получить показатели температурного режима раскалённых или труднодоступных предметов. Ведь бывают ситуации, когда предмет для здоровья человека опасен или он находится в недоступном месте.
Для этих целей лучше всего применять инфракрасный пирометр.
Пирометр — история происхождения
Первый пирометр изобрёл голландский физик Питер ван Мушенбрукт. Такие приборы температуру тел могли измерять только визуально. А расчёты основные составлялись при обработке информации о яркости и изменении цвета раскалённого предмета. Такие показатели точными не были.
Значительно расширилась функциональность таких приборов в настоящее время. Это позволяет определять температуру не только предметов нагретых, но и тех, у которых значение не превышает 0 градусов.
В 60-е годы XIX века началось совершенствование этого устройства. На сегодняшний день эта отрасль успешно развивается.
Благодаря активным разработкам можно производить пирометры для промышленности. Они оснащены более высокими техническими характеристиками. При освоении нанотехнологий с каждым годом размер оборудования уменьшается. Это делает максимально удобным их применение.
В 1967 году была разработана первая портативная модель этого оборудования. Сделала это американская компания Wahi. Она является прототипом современных инфракрасных приборов. Работу оборудования позволило усовершенствовать введение новых разработок и технологий. Основной принцип работы строился на измерении тепловой энергии, излучаемой объектом. На сегодняшний день можно дистанционно определять температурные показатели твёрдых и жидких тел.
Основные признаки
Выделяют три типа приборов по этому критерию:
Цветовые. Это оборудование измеряет температурный режим объекта, основываясь на его цветовом отображении поверхности в различных спектрах.- Радиационные. Температура поверхности определяется по мощности теплового излучения.
- Яркостные. Показатель определяется сравнением цвета объекта и оттенка эталонной нити.
Температурный диапазон и тип исполнения
Пирометр имеет два типа модификаций:
- Высокотемпературные. Оценивают только предметы нагретые. У таких устройств одним из важнейших параметров служит предельная измеряемая температура.
- Низкотемпературные. Ими можно измерять только температуру ниже 0 градусов.
Прибор бесконтактный можно классифицировать и по типу назначения:
- Устройства стационарные используются для высокоточных измерений. Они необходимы крупным промышленным предприятиям, где постоянно следует вести контроль за температурными данными.
- 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:
- Датчик.
- Кнопка.
- Электронный преобразователь.
- Корпус.
- Измерительно-счётное устройство.
- Ось видоискателя.
- Видоискатель.
- Зеркало.
- Оптическая система.
Принцип работы следующий: через раструб прибора излучение попадает на датчик пирометрический. В нём энергия преобразуется из тепловой в электрическую. Мощность поступающего сигнала зависит от температуры поверхности, на которой она измеряется — чем больше будет температурный показатель, тем мощнее будет сила тока, которая генерируется датчиком. При помощи преобразователя электронного типа полученные результаты выводятся на жидкокристаллический экран.
Тепловизоры — это одна из разновидностей пирометров. Их принцип работы основывается на сравнении эталонного спектра и спектра теплового излучения.
От объектов, которые попали в объектив оборудования, проецируется на цветной экран картинка тепловых волн. Величину температуры можно определить по спектральной характеристике, а также визуально следить за её градиентным изменением по всей площади измеряемого материала.
Практическое применение тепловизоры нашли и для частного автономного отопления. При их помощи можно в скрытом трубопроводе точно установить место протечки.
Технические характеристики
У инфракрасного пирометра, как и у любого прибора, имеются свои технические характеристики. При выборе той или иной модели человек опирается именно на них. Самые важные из них мы сейчас и опишем более подробно.
Оптическое разрешение
Этот параметр определяет площадь объекта, где нужно измерить температурный показатель. Этот показатель полностью зависит от угла объектива аппарата. Чем больше этот угол, тем площадь измерения температуры будет значительнее. Но при этом ещё учитывается и расстояние до поверхности измерения. Основным условием точного результата является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Значение температурного показателя будет неточным при превышении площади.
Оптическим разрешением называют величину отношения диаметра пятна устройства к расстоянию до объекта. Оно может колебаться, в зависимости от модели прибора, от (2:1) до (600:1). Величина (600:1) относится к профессиональным приборам измерения, которые применяются для того, чтобы снять показатели нагрева поверхности материала в тяжёлой промышленности. Для полупрофессиональных и бытовых приборов оптимальным показателем является величина, равная (10:1).
Рабочий дизайн
Эта характеристика определяется параметрами пирометрического датчика. Для большинства приборов он колеблется в пределах от (—30) до (+360) градусов. Практически все виды пирометров можно применять для бытовых целей с учётом того, что максимальная температура в системе отопления может быть (110) градусов.
Погрешность и коэффициент излучения
Эта характеристика в зависимости от точности настроек прибора указывает степень колебаний значений температурного режима. В среднем от нормированного показания допускаются отклонения в пределах 2%.
Коэффициент излучения — это отношение мощности теплового излучения при определённом температурном показателе к такому же параметру эталонного тела, который имеет абсолютно чёрный цвет. Для материалов неблестящих он составляет 0,9−0,95. Именно по этой причине многие оборудования дистанционного измерения температурного показателя настроены на такое число.
Но если попробовать ими измерить, насколько нагрета поверхность алюминиевая, то на индикаторе значение будет от фактического отличаться значительно.
Многие модели для точности измерения оборудованы лазерной указкой. Располагается световое пятно не в центре, а обозначает оптимальную границу измеряемой области.
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:
- Устройство необходимо включить.
- На измеряемую поверхность направить раструб.
- Отделить границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
- 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:
- Показатель максимальной температуры больше других.
- С измерительными приборами хорошая совместимость.
- Невысокая цена.
Недостатки:
- Широкий спектральный диапазон.
- Погрешность больше 2%.
Что такое двухцветный пирометр
Такое устройство появилось сравнительно недавно. Это модель более усовершенствованная, которая может измерять более двух излучаемых волн. Его преимуществом является то, что он может работать в различных цветовых спектрах. Благодаря этим показателям можно применять это оборудование в загрязнённых местах, так как наличие посторонних компонентов (пара, газа, дыма и прочих) на его работу не влияют.
Этот пирометр в работе с показателями черноты тоже незаменим. Он определит с точностью температуру твёрдого металла, который переходит в жидкое состояние.
Пирометры оптоволоконные и лазерные
Принцип работы такого оборудования идентичен приборам традиционным. Отличием является наличие оптоволоконного кабеля. По этому кабелю транспортируется световой поток. Такая комплектация хороша тем, что можно произвольно изгибать такой шнур. Благодаря такому качеству замеры можно проводить даже в самых труднодоступных местах.
Пирометры оптоволоконные нашли широкое применение в местах, где повышенное электромагнитное поле, и полностью бессильны традиционные модели. Они оснащены фиксированным фокусом. Эти устройства позволяют производить замеры излучения тепловой энергии с самым минимальным диаметром пятна 0,1 миллиметр. Но этот фокус ограничивает расстояние замеров: для того чтобы измерение было точным необходимо соблюдать указанную дистанцию в инструкции.
Лазерные прицелы на пирометрах были установлены для того, чтобы производить замеры на большой дистанции. Такие приборы бывают нескольких видов:
- Прицелы круговые — это самые точные приборы, которые эффективно работают с разным диаметром измеряемого пятна и на любых дистанциях.
- Лазерный пирометр с лучом двойным. Позволяет определить местоположение и размеры измеряемого объекта. Вблизи им пользоваться не рекомендуется, так как чаще всего цифры сильно завышены.
- 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.
