22 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно измерять температуру пирометром

Применение цифрового инфракрасного термометра (пирометра)
для контроля температуры узлов ПК

на страницах сайта

www.electrosad.ru

Наткнулся в книге “Модернизация и ремонт ПК” Скотта Мюллера на его отзыв о цифровом инфракрасном термометре. “Цифровые инфракрасные термометры незаменимы при проверке температурного режима компьютерных компонентов”. Не смотря на указанную Скоттом Мюллером цену применяемого им цифрового пирометра – до 100 $ , что весьма приемлемо сейчас но что-то не слышно об их широком применении.
В чем дело?

Цифровой инфракрасный термометр –
назначение, краткие характеристики, применения

Сначала что пишут об этих приборах производители и продавцы:

Пирометры относятся к приборам бесконтактного контроля температуры.

  1. яркостные, измеряющие температуру по яркости накаленного тела в заданном узком диапазоне длин волн;
  2. радиационные, измеряющие температуру по тепловому действию суммарного излучения нагретого тела (во всем диапазоне длин волн);
  3. цветовые, принцип действия которых основан на измерении отношения энергий, излучаемых телом в разных спектральных диапазонах.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения излучаемой энергии одной волны в инфракрасном спектре. На сегодня это относительно недорогой бесконтактный метод измерения температуры. Данные устройства могут наводиться на объект с любой дистанции и ограничены лишь диаметром измеряемого пятна и прозрачностью окружающей среды. Они идеальны для переносных моделей, и поэтому могут работать по принципу “навел и измерил”. Инфракрасные термометры, часто называемые пирометрами, используют принцип детектора инфракрасного излучения. Интенсивность и спектр излучения зависит от температуры тела. Измеряя характеристики излучения тела, пирометр косвенно определяет температуру его поверхности.”

Нас интересуют радиационные пирометры для локальных измерений температур, как позволяющие наиболее просто измерять температуру в нашем диапазоне температур (35-95°С).

Пирометры применяются для:

  • измерение температуры удаленных и труднодоступных объектов;
  • измерение температуры движущихся частей;
  • обследование частей, находящихся под напряжением;
  • контроль высокотемпературных процессов;
  • регистрация быстро изменяющихся температур;
  • измерение температуры тонкого поверхностного слоя;
  • обследование частей, не допускающих прикосновения;
  • обследование материалов с низкой теплопроводностью или теплоемкостью;
  • экспресс – измерения.

Отсюда вытекают и их области применения, которые приводить не буду.

Основные характеристики пирометров

Основными техническими характеристиками пирометра являются:

Параметр Значение
диапазон измеряемых температур обычно от -50ºС. 800ºС
разрешение при измерении обычно 1, 0.1 ºС
точность измерения ±5ºС в диапазоне -50ºС. -20 ºС
± (1,5% изм. значения +3 ºС) в диапазоне -20. 300ºС
коэффициент излучения постоянный 0,95
вводимый пользователем
оптическое разрешение от 2:1 до 600:1
быстродействие обычно менее 1 сек
способ нацеливания оптический, лазерный

Нас интересуют оптическое разрешение и показатель визирования.

Оптическое разрешение пирометра или показатель визирования – это отношение диаметра пятна контроля (диаметра объекта контроля, с поверхности которого пирометр принимает энергию инфракрасного излучения) к расстоянию до объекта (контролируемой поверхности).

Область чувствительности пирометра приближенно можно представить конусом, вершина которого упирается в объектив прибора, а основание располагается на поверхности объекта. Отношение высоты конуса к его диаметру L:D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик прибора (иногда используют обратную величину – D:L). Чем больше L:D, тем более мелкие предметы пирометр может различить на расстоянии.

Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометра зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности d, называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и d указываются в документации. Существуют специальные короткофокусные пирометры, у которых d составляет 5. 8 мм на расстоянии F 300. 600 мм.

В технической документации на прибор указывается значение показателя визирования или приводится диаграмма поля зрения.

При фокусировке пирометра на конечное расстояние и диаметре круга контроля в месте перетяжки меньше диаметра входного окна пирометра < показатель визирования (дан в соотношении принятом производителем) указывается для места перетяжки >:

На рис.1 показаны оптическое разрешение (диаграммы направленности) различных моделей пирометров одной из фирм-производителей для разных показателей визирования.

Вы видите, что диаметр объекта на поверхности которого измеряется температура определяется показателем визирования и зависит от расстояния до пирометра:

Здесь:
D – диаметр пятна контроля температуры,
k – показатель визирования,
L – расстояние от пирометра до пятна контроля температуры.

Минимальный диаметр пятна контроля – наименьший диаметр объекта, который может быть измерен при данном фокусном расстоянии и размере приемника.
Отношение высоты конуса к его диаметру L:D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик пирометра (часто иногда используют обратную величину – D:L). Чем больше L:D, тем более мелкие предметы пирометр может различить на расстоянии.
При увеличении или уменьшении расстояния измеряемый диаметр возрастает. При приближении к объекту вплотную измеряемый диаметр увеличивается до размеров входного зрачка прибора.
Точность измерения не зависит от расстояния до тех пор, пока размер объекта больше измеряемого диаметра.

Индицируемая пирометром температура будет не верна, если размер объекта меньше диаметра пятна контроля. Так как объект, температура которого должна быть измерена, не заполняет весь диаметр пятна контроля, прибор принимает излучение от других объектов окружающей среды, которое оказывает влияние на точность измерения.

Пятно визирования и площадь поверхности где контролируется температура.

правильное критическое за критическое
  1. при правильном положении D пятна визирования точность измерения определяется только характеристиками прибора,
  2. при критическом положении D пятна визирования равен размеру контролируемой поверхности, при неточном визировании возможно увеличение погрешности измерения,
  3. при за критическим положением пятна визирования проводить измерения не рекомендуется, в связи с низкой точностью измерения.

Фокусное расстояние пирометра

Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометра зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности D , называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и D указываются в документации. Существуют специальные короткофокусные пирометры, у которых D составляет 5. 8 мм на расстоянии F 300. 600 мм.

Диапазон температур и длина волны пирометра

Рабочий диапазон температур пирометра зависит от длины волны излучения, на которое реагирует детектор пирометра. Так как спектр излучения с ростом температуры смещается в сторону коротких волн, высокотемпературные пирометры имеют более короткую длину волны. Для пользователя рабочая длина волны пирометра не имеет значения, его интересует диапазон температур.

Так как пирометры применяются в случаях быстрого изменения температуры, быстродействие для них является важной характеристикой. Оно обычно оценивается временем достижения 95% установившегося показания (время установления показания).

Установка излучательной способности

Простейшие модели пирометров имеют фиксированное значение излучательной способности (обычно около 0,95), при измерении температуры хорошо отражающей поверхности они дают погрешность в несколько градусов.

Для точного определения температуры тела по его излучению необходимо знать его излучательную способность (степень черноты). Большинство поверхностей по характеру излучения близки к черному телу, однако некоторые (например, полированные металлы) существенно отличаются.

В более сложных пирометрах можно устанавливать излучательную способность, компенсируя эту погрешность.

В наиболее совершенных пирометрах имеются встроенные таблицы излучательной способности многих известных материалов, что избавляет от необходимости их запоминания.

Способ нацеливания пирометра

Простейшие пирометры не имеют устройства нацеливания и могут применяться только на близких расстояниях. Для нацеливания пирометра на удаленные объекты чаще всего применяется луч лазера. С помощью одиночного лазерного луча можно определить только точку вблизи центра зоны чувствительности. У такого прицела луч лазера не совпадает с оптической осью объектива пирометра, поэтому центр зоны смещен относительно лазергого указателя на фиксированное расстояние 1-2 см (т.н. ошибка параллакса). В усовершенствованном коаксиальном прицеле луч лазера выходит из центра объектива пирометра и всегда попадает в центр зоны измерения. Двойной лазерный прицел показывает не только расположение, но и размер зоны измерения пирометра, однако на близком расстоянии он может быть сильно завышен. Разновидность двойного прицела с пересекающимися лучами называется кросс-лазером и обычно применяется в короткофокусных пирометрах, так как этот вид лазера удобен для определения местоположения фокуса объектива. Круговой лазерный прицел, образованный несколькими лучами, наглядно обозначает зону измерения пирометра. Простому круговому прицелу присущи уже упомянутые недостатки – параллакс и завышенный размер зоны измерения на близком расстоянии. Наиболее совершенный прицел, лишенный этих недостатков, создается несколькими лазерными лучами, расположенными вокруг объектива пирометра и образующими гиперболоид вращения. Такой прицел точно обозначает зону измерения на любом расстоянии от пирометра, поэтому он называется точным круговым лазером (TRUE SPOT TM ).

Читать еще:  Блендер характеристики как выбрать

Лазерный луч плохо виден на ярко освещенной или раскаленной поверхности, поэтому высокотемпературные пирометры для нацеливания иногда оснащаются оптическими визирами.

Какой прибор нужен для работы с ПК

Для работы с ПК нужен пирометр:

  1. работающий в температурном диапазоне от 35 до 95 градусов,
  2. имеющий пятно контроля температуры порядка 5 мм (хотелось бы меньне, но увы) при расстоянии до 1 метра ( и ли L:D = 200:1 ),
  3. разрешение при измерениях достаточно 1°С.

Конечно лучше бы иметь пятно контроля около 1 мм, чтобы измерять возможность контроля температуры в локальных точках в корпусе ПК.

Какие это точки?

Имеется необходимость контроля температуры в последовательной цепи для выявления проблемных мест.

Таких как: основания кулера, тепловых трубок (на разных их частях), ребер радиаторов, малоразмерных чипов и других локальных зон. Для этого хорошо подходит пирометр в высоким разрешением или тепловизор. Пирометр позволяет выполнять непосредственные измерения, но с такими характеристиками их просто не выпускают. Тепловизоры не позволяют выполнять непосредственные измерения, требуют постоянных калибровок и сложны в эксплуатации. И главное они дороги для бытовых применений.

Пирометры имеющие характеристики близкие к указанным в начале раздела выпускаются, но стоят совсем не 100 $ . Их цена от 300 до 1000 $ .

Это совсем не то о чем писал Скотт Мюллер в книге “Модернизация и ремонт ПК”!

Заключение

К сожалению Скотт Мюллер, не привел модели пирометра, чтобы можно было дать определенный ответ, а те которые имеют цену до 100 $ в USA не позволяют измерять температуру с достаточной точностью в ограниченной области достаточно загруженного тепловыделяющими элементами корпуса ПК. Кроме этого, этих условиях возможны отражения от металлических конструкций корпуса, что вообще делает измерения данным прибором проблематичными.

А те которые, в принципе (или с определенными ограничениями), могут быть применены имеют цену соизмеримую с ценой тепловизора. А применение тепловизора, не смотря на его сложность, дает изображение тепловой картинки нужной Вам области. Изменив настройки можно с достаточной точностью знать температуру в любой точке и видеть ее градиенты.

Поэтому рекомендации Скотта Мюллера, увы – нереальны.

Пирометры. Виды и устройство. Измерения и применение

Пирометры это приборы для определения температуры объекта бесконтактным методом. Особенностью пирометра является его невысокая стоимость. Чтобы измерить температуру объекта, необходимо направить на него прибор, в результате определяется его температура.

Виды

Пирометры классифицируются по определенным признакам, и разделяются на основные виды.

По основному принципу действия:
  • Оптические устройства, действующие в диапазонах спектра видимого света и инфракрасных невидимых лучей.

1 — Объектив
2 — Ослабляющий светофильтр
3 — Лампа
4 — Нить накаливания лампы
5 — Милливольтметр
6 — Реостат
7 — Движок реостата
8 — Монохроматический светофильтр
9 — Окуляр
10 — Кольцевая рукоятка реостата
11 — Рукоятка прибора

Принцип его работы основан на сравнении яркости излучения объекта с яркостью нити, излучение которой заранее известно. Луч света от нагретого объекта по объективу попадает в прибор. Далее по окуляру наблюдатель видит и сравнивает яркость объекта с яркостью нити температурной лампы.

Такое сравнение производят в монохроматическом свете, который создает специальный светофильтр. Нить накаливается от аккумулятора, ее накал регулируют реостатом. Температуру определяют по показанию милливольтметра пирометра, который имеет градуировку в градусах соответственно накалу нити.

  • Радиометры (инфракрасные), применяющие радиационный способ для ограниченного интервала инфракрасных лучей. Оснащаются лазерным указателем для обеспечения точности наведения.

1 — Объектив
2 — Диафрагма
3 — Лампа
4 — Медный кожух
5 — Корпус
6 — Светофильтр
7 — Окуляр
8 — Накал
9 — Милливольтметр
10 — Накал

Принцип их работы заключается в том, что тепловое излучение от нагретого объекта улавливается и фокусируется чувствительным элементом прибора, который соединен с термопарой. Прибор состоит из корпуса с объективом. Чувствительная часть пирометра выполнена в виде крестообразной платиновой пластины, к которой припаяны 4 спая термопар, выполненных в виде термобатареи.

При охлаждении или нагревании чувствительного элемента нагреваются и эти термопары. Термопары и платиновая пластина находятся в стеклянной лампе, закрытой медным кожухом, в котором есть отверстия для тепловых лучей, проходящих на чувствительный элемент. По цоколю лампы отведены концы термопар и подключены к клеммам.

При наведении пирометра необходимо добиться того, чтобы объект оказался в телескопе и закрыл поле зрения. Четкость изображения достигают передвижением окуляра. Для предохранения глаза человека от яркого света пользуются светофильтром. Он передвигается ручкой, находящейся возле клемм.

Оптические устройства также разделяют:
  • Цветовы е , мультиспектральные, действующие путем сравнения энергии яркости предмета с другими областями спектра. Они применяются минимум для двух исследуемых участков.
  • Яркостные пирометры. Их называют устройствами с пропадающей нитью. Работа основана на сравнении излучения поверхности со значением излучения нити, по которой проходит электрический ток. Величина силы тока и является значением исследуемой температуры объекта.
По методу прицеливания пирометры разделяют:
  • С лазерным прицелом.
  • С оптическим наведением.
По виду коэффициента излучения:
  • С постоянным коэффициентом.
  • С переменным коэффициентом.
По методу перемещения:
  • Переносные (мобильные), применяемые на производственных участках, где необходима мобильность измерений. Предназначены для эксплуатации в тяжелых климатических и промышленных условиях. Имеют повышенное оптическое разрешение, что позволяет определять тепловое состояние предметов размером 5 мм. Переносные устройства применяются в различных сферах промышленности для измерения температуры и слежения за сложными технологическими процессами, которые связаны с соблюдением температурного режима.

  • Стационарные пирометры, применяемые в тяжелой промышленности. Служат для постоянного контроля над процессом производства в литейном производстве металлов, а также изготовления пластиковых элементов. Их монтируют в труднодоступных местах, где нет возможности применить датчики температуры с точки зрения безопасности работников.

По рабочей температуре:
  • Высокотемпературные (более +400 градусов). Служат для измерения высоко нагретых предметов.
  • Низкотемпературные (до -30 градусов). Служат для исследования температуры тел при отрицательных величинах.
Устройство и работа

Температуру можно измерять различными устройствами, которые разделяют на контактные модели, и с дистанционным методом измерения. Пирометры относятся к приборам с дистанционным принципом действия.

Пирометр стандартного исполнения выполнен в виде пистолета. На нем имеется маленький жидкокристаллический индикатор, на котором выводится информация измеряемых параметров температуры.

Удобный корпус и панель управления, лазерное наведение и повышенная точность сделали популярным этот инструмент среди инженерно-технических работников. Дисплей прибора может быть цифровым или аналоговым. Для обеспечения необходимой точности измерения, диаметр поверхности излучения допускается не меньше 15 мм

В функции пирометра обычно включены:
  • Визуальный и звуковой сигнал при достижении определенной границы измерения.
  • Определение наибольшего и наименьшего значения среди серии замеров.
  • Встроенная память для сохранения информации.

Инновационные модели пирометров оснащены USB выходом для передачи информации на внешний носитель или компьютер.

Работа пирометра заключается в идентификации тепловых волн, излучающихся от нагреваемой поверхности. Схема прибора изображена ниже.

Читать еще:  Наконечник гильза как использовать

1 — Измеряемый объект
2 — Тепловое излучение
3 — Оптика
4 — Зеркало
5 — Видоискатель
6 — Ось видоискателя
7 — Измерительно-счетное устройство
8 — Электронный преобразователь
9 — Корпус
10 — Кнопка
11 — Датчик

Тепловое излучение поступает на датчик пирометра через раструб. В датчике энергия тепла преобразуется в сигнал электрического тока. Мощность этого полученного сигнала имеет зависимость от температуры исследуемого объекта. Чем больше температура, тем большая величина тока возникает в датчике.

Далее сигнал поступает на электронный преобразователь, который подает информацию на жидкокристаллический экран. Одной из разновидностей пирометров являются тепловизоры, которые работают по принципу сравнивания спектра излучения тепла с образцовым спектром.

На многоцветном экране появляется проекция картинки от воздействия теплового излучения объектов, попавших в зону действия прибора. С помощью параметров спектра определяют значение температуры и наглядно наблюдают ее динамическое изменение на поверхности материала. Тепловизоры стали популярными для контроля функциональности отопления жилых домов, а также выявления мест утечки теплоносителя, находящегося в скрытой области.

Технические параметры

Функционирование пирометров сопровождается своими определенными параметрами, которые учитываются при выборе модели прибора, основные из таких параметров рассмотрим подробнее.

Оптическое разрешение

Этот параметр определяет площадь исследуемого предмета для измерения температуры, и зависит от угла обзора объектива прибора, чем больше угол обзора, тем больше возможная площадь исследования, с учетом удаленности до объекта.

Основным условием выполнения точного исследования является наведение прибора именно на измеряемую поверхность. Если захват площади будет больше, то температура определится с большой погрешностью. Оптическим разрешением называется величина отношения размера (диаметра) захвата пирометра к удаленности до объекта.

Этот параметр зависит от модели устройства и колеблется в значительных пределах: от 2:1 до 600:1. Показатель с более высоким разрешением относится к профессиональным пирометрам, используемым для измерения температуры поверхностей в промышленном производстве. Для бытовых условий вполне подойдут модели пирометров с оптическим разрешением 10:1.

Рабочий диапазон

Величина диапазона работы зависит от свойств датчика прибора. Чаще всего этот параметр находится в пределах -30 +360 градусов. Для бытовых нужд вполне подойдут любые виды пирометров, так как в системе отопления наибольшая температура теплоносителя не превосходит 110 градусов.

Точность

Эта величина показывает пределы колебаний температуры при измерении, и зависит от правильности настройки прибора. Средняя величина точности пирометров равна 2%.

Коэффициент излучения

Отношение мощности излучения тепла исследуемой поверхности к мощности излучения абсолютно черного тела называют коэффициентом излучения. Черные неблестящие предметы имеют коэффициент излучения, равный 0,95. Поэтому многие приборы дистанционного измерения температуры имеют настройки на эту величину.

Однако, при попытке измерения температуры предмета, выполненного из алюминия, и отполированного до блеска, величина температуры на экране прибора будет иметь большие отличия от действительной температуры.

Для обеспечения необходимой точности исследований температурного режима большинство приборов оснащают лазерной указкой, с помощью которой пятно света находится не в центре, а определяет оптимальную границу измерения.

Правила пользования

После покупки устройства следует тщательно изучить прилагаемую инструкцию. Правила применения прибора несложные. Неправильное пользование пирометром приведет к большой погрешности измерения, или к возникновению неисправностей.

Рекомендуется следовать некоторым правилам при применении этого устройства.
  • Включить прибор.
  • Направить на исследуемую поверхность раструб.
  • Лазерной указкой определить пределы измерений.
  • После приведения прибора в рабочий режим на дисплее появится величина температуры. От конструктивных особенностей прибора зависит, будут ли сохранены данные в память пирометра или они заменятся следующими данными.

Обычный человек легко справится с практическим использованием пирометра. Для фирм, монтирующих и проектирующих автономные отопительные системы, они стали необходимым прибором.

Сфера применения

Широкую популярность пирометры приобрели на производстве с наличием оборудования теплоэнергетики: паропроводы, теплотрассы, бойлеры, различные нагревательные устройства.

Нередко пирометрами пользуются в сфере электроэнергетике для измерения элементов в распределительных щитах, трансформаторах, кабелей и контактных соединений.

В металлургической отрасли такими приборами измеряют температуру прессов, станков, печей. В электронной промышленности его используют для замера уровня нагревания деталей и компонентов схем.

Автолюбители используют их для диагностики двигателя автомобиля. Другими сферами применения этого полезного прибора являются: определение нагрева электродвигателей, узлов транспортных средств, температуры при хранении пищевых продуктов.

При обследовании сооружений и жилых домов состояние функционирования отопления, кондиционирования и вентиляции, контроля холодильного оборудования пирометры являются незаменимыми помощниками.

Тест инфракрасных пирометров

Все пирометры в каталоге . Пирометр бесконтактно измеряет температуру предметов по инфракрасному излучению того места куда подсвечивает лазерный указатель. Пирометры измеряют температуры в спектральном диапазоне 8. 14 мкм. Тепловое излучение предметов проходит через объектив и фокусируется на приемнике, который преобразует его в электрический сигнал и отображается на дисплее в виде температуры.

Сравнительный тест и обзор пирометров

Для теста возьмем пирометры CEM DT-812, АКИП-9302, АКИП-9304, Testo 830-T1, Testo 830-T2. Пирометр CEM самый компактный, пирометр Testo хорошо лежит в руке и сделан из качественных материалов.

Температуру сравнивать результаты будем с показаниям температуры термогигрометра Testo 608-H1. Термогирометр установили рядом с картонной коробкой и выдержали время, чтобы температура была равна. Далее измеряем температуру пирометрами и сравним полученные результаты с показанием термогигрометра.

Самый точный пирометр из всех оказался Testo 830-T2 с двуми лазерными указателями, которые указывают крайние точки диаметра пятна измерения.

Самая большое отклонение у пирометра АКИП-9304, это связано с большим диапазон измерения температуры до 1000 градусов. Для него 25 градусов это начало шкалы и поэтому большая погрешность, до 100 градусов допустимая погрешность ± 2 °С. Для АКИП-9304 оптимально измерять температуру в середине шкалы около 500 °С.

  1. недорогие пирометры CEM достаточны для большинства измерений;
  2. при выборе пирометра необходимо выбирать пирометр с наименьшим диапазоном измерения;
  3. при измерение температуры различных поверхностей результаты могут отличаться.

Соберем в одну таблицу пирометры по: наименование, диапазон измерения, оптическому разрешению, количество лазерных указателей, возможность подключения внешней термопары и диапазон измерения термопарой.

Сравнительная таблица пирометров (инфракрасных термометров)

CEM DT-810

CEM DT-811

CEM DT-8806H

АКИП-9301

Диапазон

измерения

Погрешность

Оптическое

разрешение

Кол. лазерных

указателей

Наличие

термопары

Название Fluke 59 MAX Testo 805
Изображение
Цена 1950 руб. 2200 руб. 2500 руб. 2550 руб. 2770 руб. 3630 руб. 3900 руб.
-30 . 380 °С -30 . 500 °С -30 . 350 °С -25. +250 °С
±2% ±2% ±2% ± 0,3℃ ±2% ±2% ±2%
8:1 8:1 8:1 8:1 8:1
1 1 1 1 1

CEM DT-8833

АКИП-9303

Testo 830-T1

АКИП-9302

Диапазон

измерения

Погрешность

Оптическое

разрешение

Кол.

указателей

Наличие

термопары

Название CEM DT-8663 Fluke 59 MAX+ Fluke 62 MAX
Изображение
Цена 4850 руб. 4290 руб. 4900 руб. 4480 руб. 5250 руб. 5610 руб. 5790 руб.
-50. 800 °С -28. 535 °С -30. +400 °С -28 ℃. 535 ℃ -50. 380 °С -30. 500 °С -30. 500 °С
±1.5% ±2% ±2% ±2% ±1.5% ±2% ±2%
13:1 12:1 10:1 12:1 20:1 8:1 10:1
1 1 1 1 2 1 1
-50. 800 °С -200. 1380 °С

Название

Testo 810

Testo 830-T2

АКИП-9304

Fluke 62 MAX+

CEM DT-8839

Testo 831

Изображение

Цена

Диапазон

измерения

Оптическое

разрешение

Кол. лазерных

указателей

Наличие

термопары

Зависимость площади измерения от оптического разрешения

Коэффиицент оптического разрешения (показатель оптического визирования) — отношение расстояния от пирометра до поверхности измерения к диаметру пятна измерения. Чем больше расстояние от пирометра до поверхности измерения, тем больше пятно измерения. Например на расстоянии 1 м при коэффициенте оптического разрешения 8:1 пятно измерения будет 13 см. Чем больше оптическое разрешение, тем меньше площадь измерения температуры поверхности и точнее результат. Область обозначенная серым цветом указывает площадь поверхности, на которой будет производиться измерение температуры. Красной точкой обозначается лазерный указатель пирометра. Некоторые модели имеют несколько лазерных указателей, которые указывают границы области измерения температуры.

Для того чтобы получить диаметр пятна измерения необходимо вычислить по формуле D=(1/R)*L, где R – оптическое разрешение, L — длина до поверхности измерения. Например 1/8 * 5 м = 63 см диаметр пятна измерения с расстояния 5 м при оптическом разрешении 1:8.

На что влияет коэффициент оптического разрешения увидим на примере измерения температуры стены и трубы пирометром АКИП-9303 с оптикой 12:1. Измеряем температуру стены сперва на расстоянии 1 м (диаметр пятна 8 см), потом с расстояния 30 см (диаметр пятна 2,5 см). При измерении температуры стены с расстояния 1 м оптическое разрешение не имеет ни какого значения, т.к. объект измерения значительно больше пятна измерения. Результаты измерений ниже.

Второй случай когда измеряемый объект меньше площади пятна измерения, пирометр покажет средний результат в этом пятне. Измерим температуру трубы и стены с расстояния 30 см. В данной ситуации пятно измерения больше объекта, поэтому важно высокое оптическое разрешение. Результаты измерений ниже.

Как измерить температуру зеркальных поверхностей

Чтобы измерить температуру зеркально отполированной поверхности необходимо нанести на нее темную краску или наклеить, например бумажный скотч. Вместо краски может использоваться водный раствор графита от карандаша. Пирометр не может точно измерить температуру прозрачных поверхностей. Для измерения температуры зеркальных поверхностей рекомендуется использовать специальные наклейки с коэффициентом излучения равным 0,95. В примере ниже использовалась простая самоклеющаяся бумага и черный маркер. Измерение температуры зеркала дает результаты немного меньше, чем с наклекой и черным маркером. В данном случае результаты отличаются не значительно, в другой ситуации могут отличаться больше.

При измерении пирометром результат измерения зависит от коэффициента излучения. Большинство материалов имеет коэффициент эмиссии (излучающей способности) от 0,8 до 0,98. Стандартный коэффициент излучения у пирометров 0,95. Коэффициенты излучения почти всех материалов при температуре ноль градусов существенно не отличаются от значений при 25 градусах. В зависимости от состояния поверхности коэффициент эмиссии может быть другой. Пыль, дым, пар влияют на оптику пирометра и снижают реальную температуру.

Выбрать пирометры можете в каталоге.

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:

  • 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.

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.

Расстояние, на котором производится определение показателей предмета, отражается на точности конечного результата измерений. Пирометры оснащены оптической системой, поэтому область, с которой производится снятие показаний излучения, прямо зависит от расстояния, на котором находится прибор по отношению к объекту.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector