ССЫЛКИ. Для матовых материалов коэффициент излучения составляет 0,9-0,95. По этой причине большинство приборов настроено на это значение. Результат значительно отличается от фактического значения, например, при измерении степени нагрева блестящей алюминиевой поверхности.
Что такое пирометр?
Возможность определять степень нагрева объектов на расстоянии является прогрессом в области измерительных изобретений. Пирометр решает технологически сложные, а также опасные и трудоемкие задачи. Он может проверять распределение температуры на больших поверхностях, проводить измерения температуры на расплавленном металле, на объектах под высоким напряжением и т.д. Это прибор для бесконтактного измерения температуры на различных поверхностях, который используется как в профессиональной, так и в бытовой сфере.
Любая нагретая поверхность излучает тепловые волны. Принцип действия данного прибора основан на измерении этих волн. Тепловое излучение достигает пирометрического датчика через расширитель, где оно преобразуется из тепловой энергии в электрическую. Сила полученного сигнала определяется степенью нагрева поверхностей. Чем выше значение, тем сильнее ток, генерируемый датчиком. Благодаря электронному преобразователю исходные данные могут быть выведены на ЖК-экран.
Чем отличается пирометр от термометра?
Как и термометр, этот прибор предназначен для измерения температуры. Разница, однако, заключается в том, что он может это делать:
- выполнять поставленную задачу в более широком температурном диапазоне (от -50 до +3000 градусов по Цельсию);
- выдавать результат за промежуток времени от 0,5 до 1,5 секунды (у термометра отклик фиксируется спустя 1-10 минут);
- более точно определять уровень нагрева, допуская погрешность в границах от 0,1 до 0,2 градуса (у термометра – до 2 градусов).
Что такое пирометр, и где он применяется?
Пирометр по принципу действия похож на обычный комнатный термометр, с той лишь разницей, что он может измерять температуру в более широком диапазоне и с большего расстояния. Для определения температуры не нужно прикасаться к измеряемому объекту (хотя существуют контактные пирометры). Это очень полезно, поскольку можно измерять очень горячие поверхности (до 300-550 °C).
Пирометр используется в следующих областях:
- Электрика. Им производятся замеры температуры соединений. Например, если температура соединения фазной шины и провода 80 — 100 °С, а температура окружающей среды 20 °С, это означает, что контакт слабый, поэтому греется, и его нужно подтянуть.
- Ремонт автомобиля. К примеру, вы заметили, что двигатель вашего автомобиля сильно греется, и вам нужно узнать в чем причина. Вы замеряете температуру на входном патрубке термостата и температуру радиатора. Если разница температур большая, тогда проблема может быть в работе термостата.
- Ремонт электроники и бытовой техники. Можно проверить греется ли процессор или материнская плата в компьютере. Также можно узнать температуру подшипников в движущихся узлах электродвигателей и, если она высокая, тогда производить ремонт.
- Расчет теплопотерь помещения. Пирометр позволит узнать температуру стен, окон и дверей, чтобы можно было рассчитать теплопотери и соответственно утеплить при необходимости.
- Проверка теплоотдачи отопительной системы. Устройство позволит проверить, как греет котел систему индивидуального отопления, или соответствует ли температура батарей в центральном отоплении той, которая заявлена государством (по закону).
Существует множество других областей, где пирометр может быть полезен. Расскажите нам в комментариях под этой статьей, где вы используете инфракрасный пирометр в домашних условиях.
Как пользоваться пирометром?
Принцип работы прибора заключается в следующем: Инфракрасный (ИК) датчик получает инфракрасное излучение от объекта и посылает его на электронный блок. Электронный блок обрабатывает излучение и выдает значение температуры на дисплей прибора.
На каждом приборе производитель указывает оптическое разрешение, т.е. расстояние, на котором измеряется температура объекта. Например, DECO CWQ01 имеет оптическое разрешение 12:1, что означает, что для корректного измерения температуры прибор должен быть расположен на расстоянии 12*S, где S — диаметр точки, с которой термодатчик получает измерение температуры. Предположим, нам нужно найти температуру процессора компьютера диаметром 3 см. Для точного измерения нам нужно держать устройство на расстоянии 12 * 3 = 36 см. Если мы держим его чуть дальше, диаметр точки измерения увеличивается (как луч в линзе), и измерение воспринимается не только процессором, но и окружающей пластиной.
Для измерения не очень горячих объектов достаточно заклеить их черной изоляционной лентой. Лента слегка блестит, поэтому ее излучательная способность составляет всего 0,95. Температура на ленте соответствует температуре объекта. Если вам часто приходится работать с различными материалами, то, конечно, лучше приобрести модель с переменной излучательной способностью.
Строение пирометра
В основе конструкции прибора лежит детектор инфракрасного (теплового) излучения, интенсивность и спектр которого напрямую зависят от температуры поверхности объекта. Встроенная электронная измерительная система регистрирует данные и представляет их в подходящем формате для дальнейшего анализа пользователем.
Типичный пиранометр представляет собой устройство, напоминающее лазерную ракету из фантастического фильма, с небольшим ЖК-дисплеем, на котором отображаются измеренные значения температуры. Небольшая и простая в использовании панель управления, точность лазерной наводки и высокая точность на близком расстоянии делают его востребованным инструментом для технического и инженерного персонала.
Конструкция пирометра формирует следующие технические особенности 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).
Пирометры обычно имеют небольшие, компактные размеры; устройство формирования изображения может быть как аналоговым, так и цифровым. Диаметр облучаемого объекта должен быть не менее 13-15 мм.
Современные модели могут быть оснащены расширенной функциональностью:
- функцией внутренней памяти для хранения данных замеров;
- определением минимального и максимального показателей серии измерений;
- подача звукового или визуального сигнала при достижении заданного порогового значения.
Современные пирометры оснащены интерфейсом USB для передачи данных на компьютер или внешний носитель.
Принцип действия
Работа прибора этого типа основана на генерации инфракрасного излучения и определении абсолютного значения энергии длины волны, излучаемой в инфракрасном спектре.
Прибор направляется на удаленный объект, расстояние до которого ограничено только диаметром измеряемого пятна и составом («чистотой») воздуха, окружающего объект. Измерение пирометром свойств излучения объекта (интенсивности и спектрального состава) косвенно определяет температуру его поверхности.
Принцип работы пирометра определяет основные принципы функционирования прибора:
- 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.
Пирометр прост в использовании в промышленных и жилых помещениях: Прибор направляют на тестируемый объект, измеряют температуру и через несколько секунд, нажав и удерживая «курок», выводят данные на дисплей.
Цена прибора зависит от его технических характеристик, «торговой марки» производителя и используемых методов эксплуатации и составляет от 1500 до 15000 рублей.
Преимущества и недостатки
Как и любой другой прибор, пирометр имеет свои преимущества и недостатки. Они объясняются тонкостями устройства и условиями эксплуатации.
- Мобильность, малогабаритность и весьма простая конструкция;
- Доступная низкая стоимость, обусловленная использованием минимального количества элементов в конструкции;
- Высокий уровень надежности;
- Достаточно широкий диапазон измерения.
- Прямая зависимость показаний пирометра от излучаемой способности исследуемого предмета;
- Точность результатов измерений может быть ниже из-за особенности физического состояния поверхности объекта;
- Функция внесения поправки в показатели и установления погрешности предусмотрена только на самых новых приборах;
- Расстояние играет большую роль в точности измерения.
Наиболее популярные модели
ЭОП-66
Пирометр ЭОП-66 используется в научных исследованиях и в лабораторных условиях. Он предназначен для измерения показателей поверхности объектов при температуре от +900°С до +10000°С,
Данная стационарная модель оснащена телескопом, состоящим из объектива и окуляра микроскопа. Двойной объектив имеет диапазон фокусировки до 25,4 см и оптическое разрешение 3:1. Примечание: Телескоп данного прибора закреплен на основании и плавно перемещается в горизонтальной плоскости.
Кельвин ИКС 4-20
Это высокоточный пирометр с универсальным температурным диапазоном о т-50 до +350°C и очень высокой скоростью 0,2 секунды. Прибор может использоваться в диапазоне 8-14 мкм.
Этот пирометр сочетает в себе возможности мобильного и стационарного прибора. Этому способствуют компактные размеры (17x17x22 см) и соединение объектива M12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пылезащищенность. Поэтому данная модель пирометра подходит для использования в сложных промышленных и строительных условиях.
С-700 «Стандарт»
Это бесконтактное устройство предпочтительно используется, например, в строительной промышленности или в металлургии. Он подходит в качестве детектора инфракрасного излучения для определения степени нагрева поверхности наливаемых и твердых объектов, а также расплавленных и жидких материалов.
Диапазон температур составляет от +700 до + 2200 °C, что типично для высокотемпературных устройств. Подключение к внешним средам осуществляется через два различных выходных интерфейса: аналоговый выход 4 — 20 мА или цифровой выход RS-485.
Оптический пирометр можно приобрести по очень доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная — 30000 рублей.
