Пирометр

Классификация пирометров

По принципу работы все пирометры разделяются на следующие группы:

• Оптические – работают по принципу сравнения света, который излучает объект измерения, со светом от нити в измерительной лампе накаливания. Их разновидность – яркостные пирометры.
• Радиометры – измеряют мощность теплового излучения объекта, пересчитывая её в температуру в градусах.
• Цветовые или мультиспектральные – высчитывают температуру, сравнивая тепловое излучение в различных участках спектра.

По методу прицеливания:

• С оптическим прицелом – применяются для замеров на больших расстояниях от объекта, при прямом солнечном свете и для высокотемпературных измерений.
• С лазерным прицелом – отличаются повышенной точностью, измеряют температуру участка между лазерными указателями.

По диапазону температур:

• Высокотемпературные – работают в диапазоне до +1000° C и более, применяются для измерения температуры сильно нагретых тел, когда контактное измерение невозможно.
• Низкотемпературные – диапазон до -50°C.

В Вашей сфере деятельности необходим пирометр?

ПостоянноНе часто

По исполнению:

• Переносные – наиболее универсальны, отличаются компактными размерами, по точности не уступают стационарным.
• Стационарные – применяются в тяжелой промышленности для контроля литейного производства, а также электроэнергетике.
  Как правило, отличаются повышенной защитой – защитный кожух, дополнительное охлаждение или подогрев.

По отображению измерений:

• Текстово-цифровые – информация выводится на дисплей в цифровом выражении в градусах, вместе с дополнительными сведениями.
• Графические – формируется визуализация изменения температур в виде графика.

Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович

Каждый из видов пирометров может быть оснащен дополнительными функциями, в том числе и возможностью подсоединения к компьютеру. Если такая функция присутствует, можно извлечь массив данных из памяти устройства, и работать с ним уже на ПК.

Пирометрия в нашей жизни

Современное производство контрольно-измерительных приборов может предложить покупателю пирометры для измерения температуры бесконтактным методом — стационарные и переносные.

Переносные пирометры часто предназначены для работы в тяжёлых промышленных и климатических условиях. Они обладают большим оптическим разрешением, что даёт возможность мониторинга теплового состояния объектов величиной от 5 мм. Пиротермометры переносные могут использоваться в любой промышленной сфере, как для контроля температуры, так и для отслеживания сложных технологических циклов, связанных с определёнными температурными режимами. Как правило, датчики стационарных пиротермометров имеют выход на ПК.

Обычно их применяют:

• в тепловой энергетике;
• в электроэнергетике;
• на железнодорожном транспорте;
• в пожарной безопасности и контроле;
• в лабораторных исследованиях;
• с целью сканирования холодных и горячих точек;
• для контроля температур труднодоступных для человека объектов;
• для определения температур объектов, пребывающих в движении;
• в мониторинге систем кондиционирования, вентиляции и отопления.

Стационарные пирометры предназначены для эксплуатации в крупной промышленности, с целью непрерывного контроля за технологическим процессом в производстве металлов и пластиков. Их устанавливают там, где трудно или невозможно использовать контактные датчики температуры по соображениям безопасности персонала.

Областью их применения являются:

• металлообработка;
• металлургия, сталелитейное производство;
• нефтеперерабатывающая отрасль;
• керамическое и стекольное производство;
• производство цемента.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом в теплоэнергетике необходимы для точного и быстрого измерения температур в местах, где неэффективны другие способы измерений.

В электроэнергетике эти аппараты применяют для оценки нагрузки на кабельные линии, трансформаторы, качества теплоизоляции бойлеров, котлов, с целью контроля за пожарной безопасностью. Используют их также для контроля за температурой букс, важных узлов грузовых и пассажирских вагонов на железной дороге.

В металлообрабатывающей промышленности пирометры контролируют температуры прокатных станов, печей.

В строительстве пирометры определяют порывы в теплоизоляционных оболочках на теплотрассах, потери тепла в зданиях.

Способность пирометров реагировать на изменения инфракрасных излучений успешно используется для охраны зданий в датчиках движения.

При грузоперевозках они осуществляют контроль за хранением пищевых продуктов.

Благодаря компактности, удобству в эксплуатации и невысокой стоимости пиротермометры нашли своё место даже в быту. С их помощью можно измерить температуру тела, степень нагрева приготовляемых блюд, кухонной посуды.

Применяются достижения пирометрии и в космонавтике с целью контроля за опытами.

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.

Топ-10 лучших бытовых пирометров

Хотя профессиональные приборы обладают высоким классом точности, в домашних целях чаще используют недорогие и универсальные бытовые модели. Большинство из них одинаково хорошо подходят для измерения температуры тела и поверхностей.

Elitech Р 350

Пистолетный пирометр с точечным указателем годится для медицинских и бытовых целей. Предельная температура для прибора составляет 380 °С, минимальная — 50 °С.

Купить пирометр Elitech можно за 1700 рублей

ADA TemPro 550

Качественный бесконтактный прибор с ЖК-дисплеем и подсветкой подходит для замеров температуры воды, батареи, тела человека. Обладает широким диапазоном в пределах — 50-500 °С, погрешность совсем невелика — не более 1,5%.

Купить TemPro 550 от ADA можно за 2400 рублей

CEM DT-8806H

Удобный домашний прибор для измерения температуры у человека и окружающих предметов. В первом случае пирометр работает в диапазоне 32-42,5 °С, во втором — от 0 до 60 °С. Выводит результаты на дисплей в цифровом виде.

Важно! Прибор сохраняет в памяти последние 32 замера — это может пригодиться при контроле температуры тела при болезни. Средняя стоимость пирометра CEM составляет 2500 рублей

Средняя стоимость пирометра CEM составляет 2500 рублей

KBT MS6531

Домашний пирометр с удобной формой корпуса в виде пистолетной рукояти поддерживает измерения от — 50 до 550 °С. Выводит значения на экран большим шрифтом, оборудован подсветкой, кнопки крупные. Подходит для любых замеров — медицинских и бытовых, работает с твердыми телами, жидкостями и газами.

Цена на KBT MS6531 начинается от 2200 рублей

Fluke 59 Max

Бытовой прибор с питанием от батареек способен замерять температуру до – 350 °С. Оснащен лазерным указателем, время отклика устройства составляет половину секунды. Погрешность 2%, к достоинствам можно отнести прочный ударостойкий корпус и длительное время работы на одном заряде — до 12 часов.

Цена Fluke 59 Max начинается от 4200 рублей

Elitech P 550

Простой в использовании прибор подходит для определения теплового потока от нагревательных устройств и для замеров температуры тела. Работает в диапазоне -50-550 °С, дает очень низкую погрешность, поддерживает питание от внешнего блока.

Средняя цена Elitech P 550 — 1700 рублей

CEM DT-8861

Бюджетный бытовой пирометр демонстрирует высокую скорость замеров и обладает широким диапазоном, определять температуру с его помощью можно от — 50 до 550 °С. Оснащен лазерным прицелом из 2 точек, обеспечивающим максимально достоверные измерения. Применять прибор можно как для проверки теплового потока, так и в качестве альтернативы медицинскому термометру.

Приобрести CEM DT-8861 можно от 3900 рублей

Testo 805

Компактный прибор работает с температурами — 30-250 °С, при этом демонстрирует очень высокую точность. Оснащен круговым целеуказателем, поставляется с литиевым аккумулятором, обеспечивающим питание на протяжении 40 часов. Подходит для бесконтактных измерений на короткой дистанции.

Внимание! При работе с тепловым потоком, исходящим от мощных бытовых устройств, нужно учитывать ограниченный диапазон прибора. Цена у Testo 805 довольно высокая — от 7000 рублей

Цена у Testo 805 довольно высокая — от 7000 рублей

Instrumax plRo-330

Эргономичный инфракрасный прибор справляется с измерением температуры при болезни, подходит для проверки нагрева воды и твердых поверхностей. Функционирует в пределах — 50-330 °С, оснащен лазером и системой фиксации показаний. Если температура какого-либо объекта выше допустимых для прибора пределов, пирометр сообщит об этом пользователю специальным индикатором.

Стоимость пирометра Instrumax составляет около 1900 рублей

RGK PL-12

Инфракрасный измеритель с лазерным наведением помогает обнаружить утечки тепла в помещении, проконтролировать работу электрооборудования и оценить температуру поверхности жидкостей. Прицел у пирометра состоит их 2 лучей, максимальный порог измерений — 550 °С, а минимальный – 50 °С. По отзывам пользователей, лучше всего прибор работает в теплой среде, а на холоде может давать сбои.

В среднем RGK PL-12 стоить около 3400 рублей

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.

Сферы применения

Есть бытовые и промышленные пирометры. Приборы используются:

• в пищевой промышленности (для поддержания температурного режима);
• в электро- и теплоэнергетике (для снятия показаний с нагревательных приборов и элементов электрощита);
• металлургии (для поддержания необходимой температуры расплава);
• в автомобилестроении (для диагностики двигателя);
• в строительстве (для обнаружения теплопотерь);
• в быту;
• в охранно-пожарной сфере.

Измерять температуру пирометром гораздо выгоднее, чем обычным термометром. Это можно делать, не тормозя производство или не приближаясь к объектам с повышенной температурой. Это быстрое и безопасное исследование.

Приборы необходимы для измерения в труднодоступных участках, для определения нагрева движущихся тел. Пирометром контролируют системы отопления и кондиционирования, проверяют чистоту лабораторных экспериментов.

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.

А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.

И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.

Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:

лучи, которые тело пропускает через себя

лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)

отраженные лучи от окружающих предметов

Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:

коэффициент излучения или коэффициент эмиссии

коэффициент отражения

Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.

Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.

В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.

Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.

Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.

Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.

Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.

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.

Где применяется пирометр

Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.

Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.

Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.

Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.

Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.

Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.

Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:

Особенности работы пирометров

Расстояние между прибором и объектом, чья температура измеряется, не влияет на точность показаний. Однако прибор должен использоваться для диапазона, указанного изготовителем. Кроме того, чем больше расстояние между прибором и объектом, тем большая площадь зондировалась.

Некоторые пирометры имеют спусковые механизмы с двумя положениями. В первом положении спусковой крючок останавливается на полпути, и такое положение служит для сканирования поверхности или участка, где имеется неоднородность нагрева. В этом положении показания на дисплее меняются в зависимости от количества обнаруженных неоднородных участков. Это положение используется для определения приблизительной температуры объектов. Второе положение спускового механизма — это когда крючок полностью утоплен. Это положение используется для обнаружения объекта с наивысшей температурой, если объектов несколько. Когда крючок находится в этом положении, то показания на дисплее перестанут меняться, как только будет обнаружен объект с наивысшей температурой. Это положение называется «положение удержания наивысшего показания».

Другой особенностью пирометров является наличие переключателя коэффициента излучения. Переключатель коэффициента излучения компенсирует отраженное излучение, которое может повлиять на точность температурных показаний. Объекты отражают инфракрасное излучение, идущее от других объектов помимо собственного инфракрасного излучения. Однако отраженное инфракрасное излучение не является показателем истинной температуры объекта, а бесконтактный термометр не может отличить излучаемые волны от отраженных, пока вы не настроите переключатель коэффициента излучения на объект, чья температура измеряется. Большинство производителей пирометров поставляют в комплекте с прибором таблицы, где указаны коэффициенты излучения для наиболее часто измеряемых поверхностей.

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.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине