Нюансы выбора пирометра: обзор популярных моделей

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.

Правила использования

Для того чтобы воспользоваться лазерным термометром, вовсе не обязательно подходить к объекту близко. Это не влияет на точность температурных данных. При работе с данным устройством приходится соблюдать ряд правил. Например, его нельзя направлять на солнце, это сокращает срок службы. Бесполезно измерять температуру конкретного объекта, если она выходит за границы диапазонов измерений. Контролируя температуру какого-либо предмета, необходимо располагать прибор перпендикулярно контролируемой поверхности. Допускается незначительное отклонение от перпендикуляра. Такое положение способствует снижению погрешности при измерении.

Нельзя измерять температуру предметов, находящихся от прибора на расстоянии менее 10 см. Протирать корпус можно чуть влажной мягкой тряпочкой без каких-либо усилий. В целях очищения нельзя использовать ни спирт, ни растворитель. Категорически недопустимо направлять луч лазера кому-то в глаза. Нельзя включать прибор во взрывоопасной среде.

Перед тем как включить прибор, необходимо ознакомиться с инструкцией по применению. Прибор достают из транспортировочного кейса, после чего открывают батарейный отсек и вставляют в него элемент питания. Включение у пирометра автоматическое. Для этого необходимо нажать и удерживать кнопку «Измерение». При этом сразу же включится режим подсветки жидкокристаллического дисплея. По желанию её можно отключить, нажав соответствующую кнопку. Наряду с подсветкой, при нажатой кнопке «Измерение» будет активирован лазерный указатель. Выключить его можно путём нажатия клавиши Laser/Backlit.

Данные измерения появятся буквально через секунду. При этом устройство позволяет выбрать единицы измерения, которые отображаются на экране после нажатия на соответствующую кнопку. Примерно через 20 секунд после отпускания клавиши «Измерение» прибор автоматически отключится.

После того как прибор включён и выбраны единицы измерения, выбирают коэффициент теплового излучения. В целях получения более точных данных используют поправки. Чтобы приступить к измерению температуры объекта, на него направляют прибор. Нажимать на кнопку «Измерение» необходимо в тот момент, когда пользователь максимально точно прицелился на конкретный объект.

В этот момент на дисплее отобразится значение температуры измеряемой поверхности. Данные будут зафиксированы, они не удалятся, если пользователь отпустит клавишу. Направлять прибор на объект необходимо прямо.

Размер измеряемого объекта должен быть в 2 раза больше размера зоны измерения. В процессе использования необходимо оберегать пирометр от механических повреждений (ударов, падений, сильных вибраций). Прибор не должен лежать там, где может нагреваться. После использования его необходимо убирать туда, где он не будет контактировать с влагой и покрываться пылью.

Что касается условий хранения и транспортировки, то после выключения прибор кладут в транспортировочный кейс. Если им не планируют пользоваться часто, желательно убрать блок питания из батарейного отсека. Хранение с подключёнными элементами питания крайне нежелательно. Убирать коробку с лазерным термометром нужно в сухое место. Условия хранения должны быть оптимальными.

В следующем видео вас ждет тест лазерного термометра на твердых и жидких средах.

Как правильно измерять температуру пирометром

Watch this video on YouTube

После покупки устройства необходимо внимательно изучить инструкцию к нему. Несмотря на весьма простые требования к эксплуатации, опрометчивые действия могут повлечь за собой значительные искажения температурных значений. Процесс правильного измерения температуры пирометром выглядит следующим образом:

• Включите прибор пирометра;
• Определите материал, из которого изготовлен объект (например, сталь или медь);
• Затем, в зависимости от модели прибора, занесите коэффициент излучения в качестве правки на дисплее;
• Направьте луч инфракрасного пирометра на измеряемую поверхность;
• Определите границу пятна измерения при помощи лазерной указки.

При такой последовательности измерения вы получите результаты наиболее близкие к фактической температуре.

Пирометр – универсальный и незаменимый по своей функциональности прибор. Разобравшись в нюансах его эксплуатации, им легко можно пользоваться как в профессиональной сфере, так и в быту.

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Что такое термостат и какой у него принцип работы

Что такое ПИД регулятор для чайников?

Как выбрать потолочный инфракрасный обогреватель?

Как выбрать самый экономичный электрообогреватель для дома?

Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?

Основные источники погрешности пирометров

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

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.

Какие пирометры бывают

Прибор, предназначенный для быстрого определения температуры поверхности, представлен несколькими видами. Пирометры принято разделять по принципу работы и прицеливанию, по исполнению и измерительным возможностям.

Оптические

Сравнивают излучение, исходящее от некоего объекта, со светом от накаленной нити в своей измерительной лампе. Таким образом, устанавливается разница температур.

Оптические пирометры сравнивают излучение от объекта с эталоном

Цветовые

Измеряют тепловое излучение в определенном спектре, например, инфракрасном. Обладают высокой точностью и часто применяются в быту.

Цветовые пирометры самые востребованные, они просты в использовании и дают точные показания

С лазерным прицелом

Температура измеряется бесконтактным способом на участке, четко определенном лазерной точкой. В основном медицинские и бытовые модели относятся к этому виду и демонстрируют высокую точность.

Лазерный прицел в пирометре позволяет замерить температуру в конкретной точке

Стационарные

Такие пирометры используют на производстве, устройства обладают довольно большими размерами, оснащаются защитным кожухом и системой дополнительного охлаждения или нагревания.

Стационарные пирометры чаще используют на производстве

Мобильные

Компактные небольшие модели чаще всего применяют для бытовых целей и для измерения температур в труднодоступных местах. Точность зависит от качества, хорошие переносные устройства не уступают стационарным.

Мобильные пирометры помещаются в руке и мало весят

Текстово-цифровые

Результаты измерений такие пирометры выводят на дисплей в градусах. Иногда могут указываться дополнительные сведения.

Большинство пирометров показывает итоги замера в градусах на дисплее

Графические

Прибор формирует на экране изображение, отображающее изменение температур. Модели отличаются повышенной наглядностью.

Некоторые модели пирометров предоставляют информацию о тепловом излучении в графическом виде

Как работают пирометры?

Пирометр представляет собой устройство с более ограниченным функционалом, если сравнивать с тепловизором. Но он более компактен. Принцип действия тот же — улавливание инфракрасного излучения от объекта. Температура при замере выводится на экран девайса.

Пирометры могут быть как контактными, так и бесконтактными. В первом случае прибором надо коснуться человека для проведения замеров. Бесконтактные более распространены. Они отражают уровень температуры сразу после наведения прибора и нажатия на нем специальной кнопки. Бывают пирометры инфракрасными, лазерными и оптическими. При этом первые — самые распространенные.

Главное отличие пирометра от тепловизора в том, что пирометр может замерять только один объект. Тепловизор же охватывает сразу несколько. Кроме того, пирометр мерит температуру прицельно, при наведении. Тепловизор же имеет больший охват — им не нужно целиться.

Как правильно надо пользоваться пирометром для определения теплопотерь в доме

Чтобы научиться пользоваться пирометром для определения потерь тепла в доме, понадобится для начала ознакомиться с инструкцией по их эксплуатации. Прибор прост в применении, но чтобы правильно определять температурные показатели, необходимо научиться пользоваться инструментом. Учитывать необходимо используемую модель, так как отличаются они по количеству функций, которые можно выполнить пирометром.

Пошаговая инструкция о том, как надо правильно работать пирометром, и выявлять температуру поверхностей, имеет следующий вид:

1. Для начала необходимо включить прибор, установив в него батарейки. Для этого имеются специальные гнезда, расположенные в рукоятке
2. Нажать на пусковой курок, чтобы протестировать инструмент, при этом не направлять его на человека. Включить или отключить подсветку дисплея, а также выбрать соответствующий режим вывода показаний в градусах или фаренгейтах
3. Раструб необходимо направить на поверхность материала, температуру которого необходимо померять
4. Лазерной указкой выявляется граница пятна измерения, то есть охватываемая площадь
5. Уже через несколько секунд на экране устройства отобразятся соответствующие значения температуры. Эти значения можно сохранить в памяти прибора или руководствоваться ними, делая вывод о величине прогрева стен, пола, потолка и прочих поверхностей

Пирометр в хозяйстве может пригодиться не только для определения тепловых потерь в доме, но еще и для измерения температуры аккумуляторной батареи на автомобиле. Автомобилистам хорошо известно о том, что чем сильнее мороз, тем хуже она отдает заряд. Конечно, чтобы измерить температуру аккумулятора, можно выкрутить одну пробку с банки, и всунуть градусник. Однако делать это постоянно нерационально, да и к тому же накладно.

Это интересно!Пирометром необходимо пройти по помещению, и измерить температурные показатели. В тех местах, где значения будут низкими, необходимо провести утепление. Обычно такими местами выступают углы стен, полы, потолки, а также щели в дверях и окнах. Если в доме холодно, то пирометр поможет найти места, откуда уходит тепло.

Конструктивные особенности и основы использования

Ключевыми элементами любого бесконтактного термометра являются:

• телескоп-преобразователь, в фокусной плоскости которого создается изображение обследуемого предмета; на этом же фокальном уровне находится ламповая нить из вольфрама. Две диафрагмы обеспечивают постоянство и предельность входных и выходных угловых показателей телескопической системы, а стеклянный красный световой фильтр монохроматизирует визуальный лучевой пучок, наблюдаемый оператором.
• измерительное устройство: в стационарных инструментах общепромышленного назначения в этом качестве служит показывающий милливольтметр или миллиамперметр с проградуированной отсчетной шкалой. В образцовых пирометрических моделях повышенной точности измеряющим приспособлением выступает потенциометр, гарантирующий минимальную погрешность замеров.

источник питания (аккумуляторный элемент или батарейка).

Накал нити зависит от силы протекающего по ней электротока, регулируемого реостатом. Наблюдатель через окуляр телескопа видит нить и совмещенное с ней изображение объекта излучения. Ток регулируется реостатом до тех пор, пока визуальная яркость эталонной нити не станет такой же, как яркость изображения тела: в этот момент нить, наложенная на изображение, исчезает.

Нижний предел измерений зависит от глаза человека и ограничен показателем яркости, слишком слабой для наблюдения, верхний является границей приемлемого для глаза значения яркости (примерно 1200-1300°С).

Литература

Книги

• Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. — Москва «Металлургия», 1980
• Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. — М.: Советское радио, 1978. — 400 с.
• Кременчугский Л. С., Ройцина О. В. Пироэлектрические приемники излучения. — Киев: Наук. думка, 1979. — 381 с.
• Температурные измерения. Справочник. — Киев: Наукова думка, 1989, 703 с.
• Рибо Г. Оптическая пирометрия, пер. с франц., М. — Л., 1934
• Гордов А. Н. Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.
• Сосновский А. Г., Столярова Н. И. Измерение температур. — М.: Комитет стандартов, мер и измерительных приборов, 1970. — С. 257.
• Ранцевич В. Б. Пирометрия при посторонних источниках излучения. — Минск: Наука и техника.: , 1989, -104с..

Журналы

• Белозеров А. Ф., Омелаев А. И., Филиппов В. Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и технике. // Оптический журнал, 1998, № 6, с.16.
• Скобло В. С. К оценке дальности действия тепловизионных систем. // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2001. Т.44, № 1, с. 47.
• Захарченко В. А., Шмойлов А. В. Приемник инфракрасного излучения // Приборы и техника эксперимента, 1979, № 3, с.220.
• Исмаилов М. М., Петренко А. А., Астафьев А. А., Петренко А. Г. Инфракрасный радиометр для определения тепловых профилей и индикации разности температур. // Приборы и техника эксперимента, 1994, № 4, с.196.
• Мухин Ю. Д., Подъячев С. П., Цукерман В. Г., Чубаков П. А. Радиационные пирометры для дистанционного измерения и контроля температуры РАПАН-1 и РАПАН-2 // Приборы и техника эксперимента, 1997, № 5, с.161.
• Афанасьев А. В., Лебедев В. С., Орлов И. Я., Хрулев А. Е. Инфракрасный пирометр для контроля температуры материалов в вакуумных установках // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 2, с.155-158.
• Авдошин Е. С. Светопроводные инфракрасные радиометры (обзор) // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 2, с.5.
• Авдошин Е. С. Волоконный инфракрасный радиометр. // Приборы и техника эксперимента, 1989, № 4, с.189.
• Сидорюк О. Е. Пирометрия в условиях интенсивного фонового излучения. // Приборы и техника эксперимента, 1995, № 4, с.201.
• Порев В. А. Телевизионный пирометр // Приборы и техника эксперимента, 2002, № 1, с.150.
• Широбоков А. М., Щупак Ю. А., Чуйкин В. М. Обработка тепловизионных изображений, получаемых многоспектральным тепловизором «Терма-2». // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2002. Т.45, № 2, с.17.
• Букатый В. И., Перфильев В. О. Автоматизированный цветовой пирометр для измерения высоких температур при лазерном нагреве. // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 1, с.160.
• Chrzanowski K., Bielecki Z., Szulim M. Comparison of temperature resolution of single-band, dual-band and multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 13. p. 2820.
• Chrzanowski K., Szulim M. Error of temperature measurement with multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 10. p. 1998.

История

Один из первых пирометров изобрёл Питер ван Мушенбрук. Изначально термин использовался применительно к приборам, предназначенным для измерения температуры визуально, по яркости и цвету сильно нагретого (раскалённого) объекта. В настоящее время смысл несколько расширен, в частности, некоторые типы пирометров (такие приборы правильнее называть инфракрасные радиометры) измеряют достаточно низкие температуры (0 °C и даже ниже).

Развитие современной пирометрии и портативных пирометров началось с середины 60-х годов прошлого столетия и продолжается до сих пор. Именно в это время были сделаны важнейшие физические открытия, позволившие начать производство промышленных пирометров с высокими потребительскими характеристиками и малыми габаритными размерами. Первый портативный пирометр был разработан и произведен американской компанией Wahl в 1967 году. Новый принцип построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии, позволил существенно расширить границы измерения температур твердых и жидких тел.

Технические характеристики

Как и любой прибор измерения, работа инфракрасного пирометра характеризуется определенными параметрами. Выбор определенной модели осуществляется по их значениям. Рассмотрим самые важные из них.

Оптическое разрешение

Он определяет площадь объекта, на поверхности которого измеряется температура. Он напрямую зависит от угла объектива устройства. Чем он больше, тем значительнее будет площадь измерения температуры. При этом учитывается расстояние до объекта.

Главным условием проведения точного измерения является наложение пятна только на материал поверхности. В случае превышения площади значение температуры будет неточным. Оптическое разрешение – это величина отношения диаметра пятна прибора к расстоянию до объекта. В зависимости от модели оно может быть равным от 2:1 до 600:1. Последнее относится к классу профессиональных устройств, применяемых для снятия показаний нагрева поверхности в тяжелой промышленности. Для бытовых и полупрофессиональных пирометров оптимальный показатель равен 10:1.

Рабочий диапазон

Определяется параметрами пирометрического датчика. В большинстве случаев он составляет от -30°С до 360°С. Учитывая, что теплоноситель в системе отопления может иметь максимальную температуру до 110°С, для бытовых целей можно применять практически все виды пирометров.

Погрешность

Указывает степень колебаний значений температуры в зависимости от точности настроек устройства. В среднем допускаются отклонения около 2% от нормированного показания.

Коэффициент излучения

Это отношение мощности температурного излучения при текущей температуре к такому же параметру эталонного абсолютно черного тела. Для неблестящих материалов он составляет 0,9-0,95. Поэтому большинство устройств дистанционного измерения температуры настроены именно на это значение. Однако, если попытаться ими измерить степень нагрева поверхности блестящего алюминия, то значение на индикаторе будет значительно отличаться от фактического.

Для точности измерения многие модели оборудуются лазерной указкой. Световое пятно располагается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Как пользоваться

После приобретения прибора необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией. Несмотря на несложные правила эксплуатации, неправильные действия могут привести к значительным искажениям температурных значений. Порядок измерения степени нагрева материала с помощью пирометра:

• Включить устройство.
• Направить раструб на измеряемую поверхность.
• С помощью лазерной указки определить границу пятна измерения.
• После активации на экране появятся значения температур. В зависимости от модели они могут быть записаны в память устройства или будут заменены значениями следующих измерений.

Как видно, на практике пирометром может пользоваться каждый. Поэтому он становится обязательным прибором измерения для работников компаний, занимающихся проектированием и монтажом автономных систем отопления.

Температурный диапазон и тип исполнения

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.

Проверка пирометром систем отопления

Какой вывод из всего вышесказанного можно сделать? Безусловно, пирометр штука полезная, но применять его нужно там, где действительно требуется именно бесконтактное измерение температуры.

Например, электрические контакты находящиеся под напряжением. Здесь он действительно помогает безопасно выявить плохое соединение еще до того, как ситуация станет критичной.

Не всем электрикам в этом деле доступны тепловизоры. 

А вот для людей профессионально занимающихся системами отопления, подобные девайсы оказываются не нужными, и в некоторой степени даже вредными. Замерять температуру отопления пирометрами очень сложно.

Даже на крашенной белой глянцевой поверхности радиатора, достаточно три раза щелкнуть пирометром по одному месту, и у вас получится три разных значения температуры. Не говоря уже про хромированные трубы.

Если у вас блестящие медные трубы на выходе из котла, то замеры могут показать разбежку в 20 и более градусов, по сравнению с датчиком котла. Вот и думайте после этого, что же в системе неисправно.

На практике появляется слишком много факторов, искажающих реальное состояние дел. Чтобы добиться приемлемых результатов измерений на трубах и батареях, придется брать некую пленку или малярный скотч с постоянным коэффициентом отражения, наклеивать эту штуку на поверхность, и только после этого проводить измерения.

Спрашивается, зачем создавать себе такие сложности, если есть более эффективные контактные термометры. Время замера у которых всего несколько секунд и гарантированно точный результат до десятых долей градуса появляется у вас на экране.

Что касается теплых полов, здесь не все однозначно. 

Например, температуру стяжки пирометром еще можно измерить довольно точно. А вот если она будет закрыта плиткой, то погрешность моментально возрастает.

Производители безусловно знают об этих проблемах и постоянно совершенствуют приборы. Поэтому если уж и собрались покупать пирометр, выбирайте качественную модель.

Хорошие варианты можно подобрать и заказать вот здесь.

Есть относительно недорогие модели, снабженные выносным датчиком термопары.

С его помощью можно составлять и вносить собственные таблицы поправочных коэффициентов любых материалов. Один раз делаете замер нужной поверхности датчиком, сравниваете результат и вносите корректировку.

После этого можно спокойно стрелять лучом пирометра и не бояться ошибок. У китайцев такую модель можно заказать отсюда.

Если вам интересна эта тема и хочется заниматься измерениями пирометром более профессионально, а не только на бытовом уровне, скачайте и ознакомьтесь с двумя полезными брошюрами по данной тематике:

Карманное руководство по термографии — скачать

Руководство по бесконтактному измерению температур – скачать

https://youtube.com/watch?v=PhyyJC1Vlvk%3F