5 ошибок при измерении температуры пирометром — как правильно применять бесконтактный термометр.

Как правильно измерить температуру пирометром — ошибки и правила.

Пирометр — это наиболее доступный и безопасный прибор для бесконтактного измерения температуры.

Причем он широко используется как в электричестве, так и в системах теплоснабжения.

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:


Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.

При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.

Вот основные ошибки, которые допускают новички:

    не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения
    замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении
    температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды
    измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча
    экономные “специалисты” пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса

Рассмотрим все эти моменты более подробно.

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.

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.

К примеру, если у вас предмет имеет температуру окружающей среды, то излучает и отражает он приблизительно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, то сразу же появится погрешность, существенно искажающая реальные данные.

Чтобы удостоверится во всем вышесказанном, можете сами провести простейший эксперимент. Возьмите блестящую кастрюлю и какую-нибудь книжку.

Далее проведите замеры на них одним и тем же пирометром. Чтобы повысить точность эксперимента, старайтесь делать замеры в одной точке.


Результаты у вас точно не будут одинаковыми, правда сильной разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, то отклонения будут составлять всего 2-3 градуса.

Но это все будет справедливо только при комнатной температуре предметов. А что будет, если в кастрюлю залить горячую воду?

Измерения в этом случае тут же пойдут в разнос.

Это говорит о том, что температура нагретых гладких блестящих поверхностей, просто так пирометром не измеряется.

Поэтому, когда в видеороликах показывают, насколько элементарно бесконтактным измерителем определить температуру батарей или контактов, не сильно доверяйте данной рекламе.

В большинстве случаев, нельзя просто так направить луч, нажать курок и тут же получить правильный результат измерения на табло. На блестящих нагретых предметах все пирометры начинают сильно врать.

И зависит эта погрешность напрямую от коэффициента излучения. Вот подробная таблица коэффициентов излучения различных материалов. Этими данными необходимо пользоваться каждый раз при замерах пирометрами.

Чтобы повысить точность измерений, стоит покупать более дорогие модели с возможностью выставления этих коэфф. внутри программных настроек.

Замерить температуру материалов, которых нет в таблице, можно двумя способами. Использовать “мишень” с известным коэфф., накладывая ее на измеряемый объект.

Или сначала определить контактным термометром температуру поверхности, и затем меняя значения в приборе, добиться примерного совпадения.

Процесс правильного замера пирометром будет выглядеть следующим образом.

Определяете материал из которого сделан предмет (сталь, медь, алюминий). Далее в таблице ищите его коэффициент излучения и заносите эту поправку в сам прибор.

И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.

При таком измерении вы действительно получите близкие результаты к фактической температуре. Ну а те девайсы, в которых заводом жестко установлен коэфф.=0.95, попросту будут врать при каждом замере.

Под каким бы углом вы не направляли луч, как близко бы не подносили прибор к поверхности, искажения в любом случае будут. И здесь речь уже идет не об одном или двух градусах.

Погрешность может составлять десятки единиц!

Кстати, отдельно стоит сказать о расстоянии. По сути, луч пирометра измеряет температуру некой точки или круга.

При этом не путайте точку лазерного целеуказателя и пятно замера. Это разные вещи. Они отличаются размерами на несколько порядков.

Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, то и это пятно или круг увеличиваются по площади. Соответственно для более точных измерений, прибор следует подносить как можно ближе.

Например, у большинства моделей, конус который они видят, имеет соотношение 12 к 1.То есть на расстоянии в 1.2 метра, вы можете без погрешности измерить температуру тела диаметром 10см, не более.

Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше подносить прибор поближе. Так как при замере у вас может дрогнуть рука, либо прицел собьется, и в итоге вместе с требуемой поверхностью, вы измерите и соседнюю, которая внесет свой вклад в общие показания.

Так как указано на фото ниже, измерять температуру модульных автоматов не желательно. Вы невольно вместо одной фазы, захватите и соседнюю, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.

То же самое относится и к замерам клеммных колодок и зажимов. Подносить пирометр к ним нужно максимально близко.

Еще не забывайте про температуру окружающей среды. Многие пользователи жалуются, что отдельные модели пирометров, начинают безбожно врать при температурах ниже комнатной.

То есть, они берут прибор, выходят в котельную, подвал или гараж и там пробуют им “пострелять” температуру. В итоге получают совершенно странные результаты.

Дело здесь в том, что любой электроникой, тем более измерительной, нельзя пользоваться пока температура прибора не выровняется с температурой окружающей его среды.

Вынесли пирометр на улицу или в гараж, выдержите его минут 10-20, и только после этого приступайте к измерениям.

Речь конечно не идет о том, что прибор нужно замораживать до минусовых температур. Здесь он врать, скорее всего будет безбожно, так как не рассчитан на работу в таких условиях. В остальных случаях, благодаря такой “выдержке”, погрешность уменьшается.

Еще один важный параметр пирометра помимо точности – частота обновления показаний. Особо важно иметь высокую частоту при сканировании и сравнении температур на больших поверхностях.

Прибор в этом случае, как бы имитирует работу тепловизора и ищет максимумы и минимумы.

Очень хорошими показателями считаются результаты от 250мс и меньше. Обладают подобными параметрами только известные бренды. Например, тот же Fluk.

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 здесь или 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:

Пирометры и погрешности при бесконтактном измерении температуры

Очень удобно измерять температуру дистанционно – мгновенно и безопасно. Но ведь главное – точность и достоверность ? Поговорим подробно о погрешностях пирометров

Уникальную возможность за 1 секунду получить информацию о температуре объекта, даже если расстояние составляет 1,5,10 и более метров, в зависимости от бренда, оптического разрешения, и других характеристик, дают специализированные электронные инструменты на основе метода пирометрии.

Простота дистанционных измерений температуры, конкуренция на ранке измерительных приборов, снижение цен на инфракрасные термометры, возможность купить пирометр дешевле, привело к массовому “проникновению” этих очень удобных цифровых измерителей температуры как на производство, так и в быту.

Однако для получения достоверных результатов, соизмеримых с контактными методами, например термометром с термопарой, необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на погрешности инфракрасных термометров.

Как минимум нужно понимать природу инфракрасного излучения, иметь хотя бы минимальный набор знаний по метрологии, знать как работает прибор и тогда нареканий на бесконтактный метод замера температуры, будет значительно меньше.
Мы не будем останавливаться на принципах работы ИК термометров, а расскажем о видах существующих погрешностей, начиная с момента производства и до практической эксплуатации.

Производственные погрешности при проектировании и изготовлении пирометров

Если разобрать бесконтактный термометр, никакого волшебства и “секретов” мы не обнаружим.

Оптическая линза

Это приемное устройство, через который проходят инфракрасные лучи.
Линза служит для фокусировки, чтобы все излучение собралось в одну точку.

Читайте также:  Дизайн двухкомнатных квартир: как правильно оформить внутреннее пространство

Здесь вспоминается фантастический гиперболоид инженера Гарина. Там похожий принцип.

И вот здесь кроются первые погрешности.

Что оказывает влияние на точность фокусировки ?

  1. Материал оптики – стекло, пластик.
  2. Качество обработки (шлифовки, полировки, отвечает ли кривизна поверхности технологическим нормативам).
  3. Насколько правильно установлена линза в корпусе – нет ли перекосов.

В нашей практике встречались случаи, когда экземпляры от известных брендов не проходили поверку. Причем в предыдущей партии все было нормально, а в следующей измерительные приборы показывали значительную погрешность. Выяснилось, что на оптике сэкономили, вставили дешевый пластик, что сразу же повлияло на точность измерений.

Мы специально начали анализ погрешностей именно с линзы.
Электронные схемы, обрабатывающие сигнал, могут сработать на отлично, но без оптической составляющей на достоверный результат измерения температуры рассчитывать не приходиться.

Погрузимся немного в мир физики.

Это вид погрешности возникает, когда инфракрасные лучи, проходя через фокусирующую линзу ИК термометра, отклоняются на различные углы.

Чем ближе лучи к краю линзы, тем на больший угол они отклоняются и наоборот.
И излучение вместо точки, расплывается на пятно.
Теперь поместим термопреобразователь, преобразующий тепловой поток в электрический сигнал в точку фокусировки.

Поскольку часть энергии (большая или меньшая в зависимости от степени оптического искажения), находится за пределами размещения термопреобразователя, сигнал, передающийся далее для оцифровки и отображения на дисплее в виде искомого значения температуры, меньше чем по мощности, чем должен быть.

А значит например вместо 30°С, отобразится 25°С, что совершенно недопустимо.
И поделать с этим ничего нельзя – вся вина лежит на производителе.
И метод исправления тоже понятен – заменить дефектные линзы.

Впрочем если нужен не дорогой прибор и точность до градуса, такие ИК термометры всегда найдут своего покупателя.

На ум приходит поговорка про “бесплатный сыр” – можно сколько угодно просить менеджеров интернет-магазинов измерительных приборов подобрать “подешевле и поточнее”, но чудес не бывает.

За качество придется заплатить.

Дистанционный метод измерения температуры в отличие от контактного способа, основан на преобразовании мощности инфракрасного излучения (теплового потока).

В свою очередь, инфракрасные лучи различаются длинами волн. Большинство устройств настроены на диапазон 8-14 мкм.

И теперь вернемся опять к оптической линзе.

Если материал оптики по-разному пропускает лучи в зависимости от длины волны, то опять же происходит “размытие”.
Лучи с короткой длиной волны отклоняются на больший угол и наоборот.
Метод устранения – контроль качества изготовления и материала линзы.
Во всяком случае лучи из указанного диапазона 8-14 мкм должны фокусироваться без искажений.

Обратимся к астрономической технике и в частности к телескопам – не важно, установлены ли они на орбите или на земной поверхности.
Чем больше площадь зеркала, тем более слабый сигнал можно получит из глубин космоса.

С дистанционными термометрами картина та же.
От площади линзы зависит мощность принимаемого теплового потока.

Это не определяющий показатель, но также оказывающий влияние на точность.

Диаметр линзы особенно важен, когда:

  • измеряется низкая температура. Тем меньше амплитуда колебания атомов, тем меньше энергии поступает;
  • до объекта далеко;
  • размеры исследуемого предмета малы.

С другой стороны, один из видов оптических искажений – сферическая абберация растет с увеличением площади.

Поэтому производителю инфракрасных термометров нужно найти баланс между диаметром, качеством исполнения оптики, материалом, и точностью установки линз.

Хотя опять же, если нет необходимости удаляться на десятки метров, и на разумные отклонения в значении температуры можно закрыть глаза, достаточного бюджетного дистанционного измерителя температуры.

Предположим линза изготовлена из высококачественного оптического стекла, обработана на прецизионном оборудовании.
Но если при сборке и установке в корпус, допущен малейший перекос, погрешность сразу вырастет.

Точность термоэлектрического преобразователя

Каждый датчик имеет свою собственную погрешность.
Тем более полупроводниковые сенсоры, в которых разброс характеристик может достигать значительных величин.
Это определяется сложностью самого технологического процесса и сильным влиянием внешних факторов (прежде всего температуры и радиации).

Чем больше разрядность аналого-цифрового преобразователя – “сердца” любой цифровой техники, тем выше точность измерений.

С другой стороны, увеличение разрядности напрямую влияет на цену.

Таким образом, итоговая производственная погрешность суммируется, и в достоверность результата вносит вклад:

Подавляющее большинство инфракрасных термометров имеют итоговую паспортную погрешность в пределах ±2 градуса.

Обратим внимание на еще один важный момент.

Поверка заключается в соответствии реальной погрешности паспортным данным.

Организация, которая выполняет эту метрологическую процедуру, не оценивает качество изготовления, не разбирается в причинах, а просто дает заключение – прошел измерительный прибор поверку или нет.

Завершая тему производственных погрешностей, отметим, что их можно разделить еще по двум критериям:

  • несовершенство или допущенные ошибки при изготовлении (проектировании) всей серии;
  • недостатки конкретного прибора.

В первом случае, например выбрано низкокачественное оптическое стекло для всех устройств.

Во-втором случае, допустим при сборке, работник ошибся и вставил криво линзу в один из термометров при партии 100000 штук.

В последнем случае это заводской брак из-за человеческого фактора, но в целом по этому браку нельзя судить о всей партии приборов.

С другой стороны, если покупателю попадется именно этот экземпляр, придется разбираться с продавцом.

По хорошему, ИК термометр нужно просто заменить. Бесплатно и без скандала.
И Закон “О защите прав потребителей” дает такую возможность.
14 дней более чем достаточно для проверки и тестирования.

“Субъективные” погрешности и ошибки в методологии измерений

Коэффициент эмиссии и отражательная способность

Если взять зеркало, то при определенном расположении, можно будет пускать зайчики – это и есть отраженный сигнал в видимом для нас, оптическом диапазоне.

А вот с темной тканью так не получится.
Как бы мы не старались.

Это пример различной отражающей способности.

Такая же картина и в инфракрасной области.
Некоторые предметы больше отражают тепловое излучение, другие – поглощают.

Несмотря на все перечисленные нами производственные погрешности при разработке и изготовлении:

  • во-первых, мы не можем на это повлиять;
  • во-вторых, надо признать, что за последние годы качество изготовления дистанционных термометров, да и контактных тоже, изрядно подросло.

А вот без учета отражательной способности поверхностей, даже самый точный, брендовый и дорогой инструмент покажет “температурную кашу”.

Хорошо термометру с термопарой – он этой проблемы лишен начисто.
Поскольку присутствует непосредственное соприкосновение с объектом.
Нет “посредников” в виде инфракрасного излучения.

А теперь возьмем бесконтактный измеритель температуры и два материала:

Первая деталь отличается высоким коэффициентом отражения и в прибор для измерения температуры попадет лишь малая часть потока тепла.

Латунь отражает значительно хуже.

Коэффициенты отражения различаются в разы.
В простейших моделях устанавливается постоянный коэффициент эмиссии равный 0,95.
Справедливости ради надо сказать, что для большинства прежде всего бытовых задач этого достаточно.

Достаточно бросить взгляд на приведенную таблицу.

Но для более точных замеров, желательно купить пирометр с настройкой коэффициента эмиссии, чтобы пользователь мог самостоятельно в зависимости от вида материала, степени механической обработки, окисленности и других факторов, подстроить свой измерительный прибор.

Как узнать, какой нужно устанавливать коэффициент эмиссии ?

Нужен так называемый эталон, согласно с терминологией Закона “О метрологии”, передающую информацию об измеряемой величине, в данном случае инфракрасному термометру.

В качестве эталона обычно выступает термометр с одной или несколькими термопарами.

Алгоритм настройки очень простой.

  1. Касаемся контактным термометром поверхности.
  2. Ждем, пока показания стабилизируются.
  3. Записываем или запоминаем значение температуры.
  4. Меняем коэффициент эмиссии ИК термометра, пока разница между результатом контактного и дистанционного термометров не будет минимальной.

Конечно при переходе к материалам с другой отражательной способностью, процедуру нужно повторить.

Хотя, если набор измеряемых материалов ограничен, например: свинец, сталь, керамика, для каждого из них достаточно один раз записать свои, “персональные” коэффициенты и просто устанавливать соответствующее значение.

В этом плане очень удобно, когда в одном корпусе интегрировано два прибора для измерения температуры: инфракрасный термометр с настройкой коэффициента эмиссии и термопара – такие модификации представлены в продаже.

Оптическое разрешение, расстояние и размер объекта

Перед началом измерений, если прежде не приходилось измерять температуру дистанционно, в обязательном порядке рекомендуем сделать 2 шага:

  1. Ознакомиться с техническими характеристиками.
  2. Прочитать хотя бы пару статей, где разъясняется, что такое оптическое разрешение и как это показатель влияет на погрешность измерений.

Показатель визирования (другое название оптического разрешения) – одна из важнейших характеристик, от которой зависит:

  • дальность дистанции;
  • размер объекта.

Для недорогих моделей, этот показатель составляет 8:1 или 12:1.

А вот для промышленных приборов и 50:1 не предел.

Заметим, что инфракрасные термометры с высоким оптическим разрешением как правило используются для контроля высокотемпературных технологических операций или когда приблизиться опасно для жизни по другим причинам: электрическое напряжение, газообразование, брызги и др.

Что такое показатель визирования, вы можете увидеть на картинке. Но нас интересует не сама это величина с точки зрения теории, а как она влияет на точность измерений температуры. Оранжевый овал слева – это так называемое пятно визирования.

Объект измерения должен обязательно помещаться в него полностью.

В противном случае в приемную оптику будет попадать излучение и от близлежащих объектов и тогда погрешность зашкалит. Конечно при условии, что температурная разница между соседними объектами будет велика – допустим десятки градусов. Если же измеряется температура стены, то теоретически пятно визирования не имеет большого значения.

Но вот на практике, например если половина стены утеплена, то переводя прибор с одной половины на другую, мы увидим разницу.
Особенно это заметно по раскраске термограммы, которую выдает тепловизор для энергоаудита.
В реальности как рассчитать, зная показатель визирования (он всегда приведен в технических характеристиках), на какое расстояние можно отойти ?

Пропорция очень простая. Только нужно еще учитывать и размер объекта. Если предмет имеет высоту 1 метр и оптическое разрешение составляет 30:1, максимум на сколько можно отойти – 30 метров.

А если размер уменьшится до 50 см ? К счастью, зависимость линейная, поэтому раз размер уменьшился в 2 раза, во столько же раз уменьшится и расстояние: 30/2=15 метров.

Просто считать, когда перед нами квадрат или круг.
А если объект имеет криволинейную форму ?
Придется хотя бы “на глаз” прикинуть минимальное расстояние между двумя точками объекта, чтобы выполнить базовое условие – он должен полностью помещаться в поле зрения.

Повторяемость результата
Представим себе, что нужно измерить температуру детали, вышедшей после термообработки.

ИК термометр прошел поверку, произведен на предприятии известного бренда, оптическое разрешение и расстояние соответствуют друг другу и т.д.
Нажимаем на курок и получаем значение. Потом еще раз, “для гарантии”.

Повторяемость результата – это разница между двумя последовательными измерениями.

И это касается вообще любых измерительных приборов.
Если разница равна нулю, это идеальный результат. А если не равна ? Разберемся, что влияет на повторяемость результата.

Вернемся к нашему примеру.
Если деталь нагрета до высокой температуры, то уже за секунды значение может упасть например с 700 до 600 градусов.

И где истина ? Инструмент в обоих случаях покажет правильный результат.

Поэтому для объектов, которые быстро охлаждаются или нагреваются, нужно четко прописывать условия измерения – например ровно через 1 секунду после термообработки.

А если деталь имеет постоянную температуру и два последовательные измерения показывают разный результат ?

В теории такого не должно быть.

Но на практике вероятны такие сценарии.

  1. Рука сместилась влево вправо, деталь (полуфабрикат или заготовка), “ушла” из поле зрения прибора и про точный результат можно забыть. В этом случае для многочасовых замеров необходимо устанавливать на штатив. Разъем под треногу есть не у всех, а в основном у регистраторов – самописцев температуры.
  2. Представим, что металлическая деталь подвергается закалке, нормализации или отпуску и наружный слой постепенно покрывается оксидной пленкой из-за реакции взаимодействии с кислородом при повышенной температуре. А ведь коэффициент эмиссии остается неизменным и температура “плывет”.

Все это влияет на повторяемость измерений.

Таким образом при дистанционных замерах температуры, необходимо учитывать весь комплекс факторов, влияющих на погрешность.

Подходит ли универсальный пирометр для измерения температуры тела ?

Повседневный атрибут домашней аптечки – жидкостный ртутный термометр, информирующий нас об опасно высокой температуре, чтобы своевременно вызвать врача или принять предписанные доктором лекарства.

По принципу действия это те же пирометры, иногда называемые медицинскими, но с некоторыми особенностями.

  1. Выполняют всего одну функцию – дистанционное измерение температуры тела, поэтому конструкция и функциональность упрощены до предела, что позволяет серьезно снизить цену.
  2. Имеют крайне узкий диапазон измерения – от 32 до 42 °С . Универсальные устройства на такой диапазон не выпускаются. Их “стихия” – сотни и тысячи градусов.
  3. Не имеют настройки коэффициента эмиссии, поскольку жестко запрограммированы на заводе под отражательную способность человеческого тела.

Но часто задают вопрос: а можно ли использовать самый обычный – бытовой или промышленный прибор для измерения температуры тела на расстоянии ?

Чтобы сделать обоснованный вывод, понадобится разновидность с изменяемым коэффициентом эмиссии.

Для любых дистанционных измерений, если тип материала, структура поверхности и вид механической обработки не известны, для приборов с настройкой коэффициента эмиссии необходим температурный эталон .

Но здесь мы встречаемся с ограничениями.

У разных людей температура хоть немного, но будет различаться из-за индивидуальных особенностей, связанных со структурой кожи или особенностями терморегуляции организма.
У людей рабочих специальностей кожа может быть жесткой и неоднородной
Погрешность может вносить и природная потливость, что влияет на процессы испарения и понижение температуры тела
Кроме того, выделение пота зависит напрямую от температуры окружающего воздуха. Потоотделение – защитный рефлекс, защищающий тело от перегрева. Температура повышается из-за нагрева и одновременно уменьшается из-за потоотделения, чтобы поддерживался стабильный для жизнедеятельности внутренних систем баланс
Читайте также:  Выбор смесителя для ванной

Но эту особенность можно обойти, если ориентироваться не на величину 36,6 °С, а на показатель, который предоставит тот же самый ртутный градусник, выступающий в качестве эталонного измерителя температуры.

Путем подстройки под излучающую способность тела, можно так выполнить настройки, чтобы разница между истинной температурой и измеренной достигала минимальных значений.

Казалось бы – вот оно решение !
И не нужно тратиться на покупку специализированного инфракрасного градусника.

Например, для конкретного человека с определенной структурой кожи и показателем влажности, мы определили что при коэффициенте эмиссии 0,61, истинная температура тела составляет не 36,6 °С, а допустим 36,4.

А как быть с остальными членами семьи ? У новорожденных, пенсионеров и лиц трудоспособного возраста, температурные показатели могут колебаться. Получается для каждого нужно записывать свой, “персональный” коэффициент, где-то эти значения хранить и при необходимости измерения, вносить изменения в настройки ?

Сложно и не удобно ! Если конечно фанатично задаться целью, на эти “мелочи” можно не обращаться внимание.
Но где гарантия что сегодня например у человека рука или лоб сухие, а завтра человек начинает нервничать и дома жарко и кожа покроется потом ?

Еще один фактор погрешности – значительно различающаяся температура разных участков тела . Наиболее низкая температура наблюдается в местах, где тонкие капилляры и кровоснабжение минимальное – например на пальцах ног, а наиболее высокая, где обычно и меряют температуру градусником – в подмышечных впадинах.

Хотя в процессе диагностики и на этапе лечения в зависимости от вида заболевания, врачи определяют мест для контроля температуры тела значительно больше.
Рассмотренный набор погрешностей на самом деле играет не решающее значение.

Это жизненно важно, поскольку каждая лишняя десятая доля градуса может повлиять на процесс принятия решения – например вызывать скорую. Если будет ошибка, последствия могут быть самыми плачевными.

А теперь представим себе, что показывается 36,6 °С, нам удалось подстроить коэффициент эмиссии и показывается та же величина.

Но если градусник имеет погрешность всего лишь ±0,2°С, тогда реальное значение температуры может находиться в диапазоне от 36,4 до 36,8 °С.

А вот бесконтактный термометр с погрешностью ±2°С расширяет границы с 34,6 до 38,6 °С, что конечно совершенно не допустимо.

Так что даже если на дисплее показывается 36,6°С, не факт, что это действительно так !

Но зато при дистанционном методе есть огромный плюс – непревзойденная скорость измерения. Пару секунд и 5 минут – есть разница ?

Следует обратить внимание еще на фактор расстояния.
Нет никакой необходимости измерять температуру с несколько метров, поскольку отсутствуют два ключевых фактора:

  • опасность приближения (экстремальная температура, раскаленные брызги, высокое электрическое напряжение);
  • физическая не возможность приблизиться – высоко, глубоко, мешает технологическое оборудование и др.

Поэтому проверка температуры тела производится с 5-10 см . Если отойти дальше, тогда в поле зрения оптической линзы попадут “посторонние” тепловые лучи с окружающих предметов.

Пошаговая инструкция: как откалибровать инфракрасный термометр

Инфракрасный термометр появился не так давно, но он успел завоевать высокую популярность. При помощи него можно с максимальной точностью измерить показатели температуры тела взрослых и детей. Процесс протекает легко, без неприятных ощущений, которые вызывают устройства контактного типа. Бесконтактные позволяют измерить не только температуру тела человека, но и воды, воздуха и других поверхностей. Но чтобы правильно пользоваться устройством этого вида, нужно знать, как без ошибок откалибровать инфракрасный термометр.

Что такое калибровка и зачем ее проводить

Градусник является обязательным элементом домашней аптечки. Данный элемент всегда должен находиться в исправном состоянии, потому что температура может повыситься в любое время, ее измерение поможет своевременно оказать медицинскую помощь.

В последнее время многие вместо стандартных ртутных устройств стали использовать инфракрасные термометры. Данные приборы удобные, они производят снятия показателей в бесконтактном режиме. Но точную информацию можно получить при условии, если устройство откалибровано.

Использование ИК прибора

Калибровка инфракрасного термометра состоит в установлении зависимости между данными измерительного прибора и размером измеряемой (входной) величины. Простыми словами, под калибровкой понимают процесс подстройки измерений прибора под настоящие показатели измеряемой поверхности.

Калибровка требуется для того, чтобы получить точные показатели. Обычно современные ИК-изделия калибруются производителем в лабораторных условиях при помощи специальных устройств, поэтому при измерениях редко возникают расхождения.

Пример калибровки в цифрах

Для того чтобы понять, что это такое, можно рассмотреть пример. Хорошим примером будет измерение воды при помощи обычного и инфракрасного термометра:

  • при измерении медицинским устройством температура воды в ванной составляет 36,6 0 С;
  • на дисплее ИК-прибора — 36,3 0 С;
  • чтобы получить точные показатели, к цифре добавляется 0,3 0 С;
  • данную цифру следует добавлять при последующих измерениях температуры.

Особенности использования

Для того чтобы при помощи инфракрасного термометра правильно измерить температуру, нужно знать, как его использовать. Обычно действия при определении данных измерений зависят от опций, которые предусмотрены в устройстве производителем.

Расположение важных частей устройства

Как выполняется процесс снятия температуры ИК-прибором описывается в инструкции. Обычно использование выполняется так:

  • следует включить, это выполняется при помощи нажатия на специальную кнопку;
  • далее нужно выбрать необходимый рабочий режим;
  • если требуется сделать измерение показателей температуры в ухе, то для начала необходимо снять колпачок. Производится введение датчика в слуховой проход. Далее следует нажать на кнопку измерений один раз и подождать некоторое время до появления звуковой сигнализации. После извлечения на экране будет изображена информация;
  • чтобы снять бесконтактным методом, прибор следует поднести к телу на расстоянии от 4 до 6 см от его поверхности. Далее нажимается кнопка и ожидается звуковой сигнал. После его появления на дисплее высвечиваются данные;
  • после этого можно отключить.

Рекомендации по измерению

При использовании инфракрасных приборов стоит соблюдать важные правила, которые помогут точно установить показатели температуры.

Использование для ушей и лба

К правилам относятся:

  • при использовании стоит быть осторожным. Изделие ни в коем случае не стоит кидать, ронять, бить об другие предметы;
  • постоянно требуется контролировать уровень заряда аккумулятора;
  • необходимо время от времени вытирать жидкокристаллический дисплей и датчик. Для этого можно применять салфетку, которая заранее смачивается спиртом. При протирании нельзя до дисплея дотрагиваться руками;
  • перед тем как выполнить измерение, у больного нужно тщательно протереть кожный покров, чтобы он был сухим;
  • желательно измерять температуру 2-3 раза. После этого можно использовать средний показатель;
  • чтобы изделие не перегрелось, после 4 использований следует дать ему передохнуть в течение 10 минут. Иначе оно может быстро выйти строя, что приведет к снятию неправильных данных.

Топ-5 моделей

Описание и способ использования ИК термометра не сможет помочь выбрать подходящий прибор. Обязательно нужно рассмотреть популярные модели данных устройств, их важные особенности и характеристики.

Применение у спящего ребенка

GARIN

Эта модель предназначена для снятия температуры тела. Он работает при помощи бесконтактного метода. Чтобы снять показатели прибор следует поднести к поверхности тела на расстоянии 5-8 см.

К главным характеристикам GARIN относят:

  • работа может осуществляться в диапазоне от 0 до 118 градусов;
  • данные предоставляются уже через 2 секунды;
  • может самостоятельно отключиться через половину минуты;
  • для поверхности тела показатель допустимой погрешности составляет не больше 0,2 градуса, а для поверхности жидкости, воздуха – 0,1 градуса;
  • могут использоваться два вида шкалы — по Цельсию и по Фаренгейту;
  • память способна сохранять старые показатели;
  • при высоких измерениях на приборе срабатывает звуковая сигнализация и подсветка.

Приобрести термометр GARIN можно в магазинах медицинской техники или заказать в интернет-магазине. Стоимость невысокая, всего 1800 рублей.

ENDEVER TEMP-05

Удобный инфракрасный прибор, который выполняет снятие показателей в бесконтактном режиме. Его можно применять для тела, а также для проверки температуры воздуха, детского питания, воды.

Он имеет следующие качества:

  • хороший объем памяти, который может вместить до 32 измерений;
  • максимальная погрешность может быть не больше 0,2 градуса;
  • при повышенных показателях срабатывает звуковой или световой сигнал;
  • получение данных производится примерно за 1 секунду;
  • отключается изделие через 5 секунд.

Термометр имеет невысокую цену. Его можно приобрести в аптеках или специализированных медицинских магазинах за 1600 рублей.

Термометр DT-635 цифровой инфракрасный

Инфракрасный цифровой прибор DT-635 – это универсальный термометр. Устройство можно использовать для измерения температуры тела (на лбу, в ухе), а также подойдет и для других поверхностей – жидкости, воздуха.

К хорошим качествам инфракрасного прибора модели DT-635 можно отнести:

  • способен снимать показатели в широком диапазоне — в пределах от 0 до 50 градусов;
  • показатели высвечиваются уже через 1 секунду;
  • максимальный показатель погрешности может быть около 0,1 градуса;
  • в устройстве имеется память, которая позволяет просматривать результат последних измерений;
  • имеется сигнализация при помощи звука, которая предупреждает о высокой температуре;
  • в устройство встроены часы и комнатный термометр;
  • предусмотрено автоматическое отключение;
  • корпус изготовлен из прочного материала, который может выдерживать удары при падении.

Качественный универсальный термометр с бесконтактным способом снятия температуры не имеет недостатков. Он обладает удобным применением, при котором можно получить максимально точные показатели. При этом имеет не высокую стоимость – всего 1200-1400 рублей.

DADGET MT4004

Это небольшой инфракрасный термометр, который относится к портативным устройствам. Он имеет максимальное удобство во время использования. При помощи данной модели можно измерить не только температурные показатели тела, но и для бесконтактного определения состояния нагрева предметов в твердом состоянии и жидкостей.

Устройство имеет ряд положительных характеристик:

  • устройство имеет небольшой вес, всего 40 граммов. По этой причине его можно с легкостью брать с собой на работу, в поездки;
  • высокая скорость получения данных при измерении — 1 секунда;
  • погрешность достаточно небольшая, она находится в пределах 0,2 градуса;
  • присутствует функция автоматического отключения через четверть минуты.

Однако у прибора имеется несколько недостатков, для многих они покажутся достаточно весомыми. Прибор имеет минимальный набор функций. Также при измерении наблюдается высокая погрешность.

Приобрести портативное изделие можно в аптеке или в магазине медицинских измерительных изделий. В среднем стоимость устройства составляет не больше 1000 рублей.

BabyOno

Это бесконтактный термометр, который предназначен для детей, но его также можно использовать и взрослым. Он позволяет с максимальной точностью снять показатели температуры, при этом не вызывает неприятных ощущений.

К положительным качествам модели BabyOno можно отнести следующие:

  • прибор способен снять точные показания на расстоянии до 15 см о поверхности лба или тела;
  • высокочастотное устройство имеет небольшую погрешность при измерении, которая составляет всего 0,1 градуса по Цельсию;
  • длительность определения измерений составляет 3 секунды;
  • имеется память, которая позволяет сохранить до 32 последних измерений;
  • в функционале устройства настроен звуковой сигнал, который срабатывает при высоких показателях.

Удобный термометр для бесконтактного снятия температуры имеет один существенный недостаток – высокая стоимость. В среднем в аптеках или в магазинах он продается за 5000 рублей.

Инфракрасные бесконтактные термометры являются новыми устройствами, которые позволяют быстро и легко снять показатели температуры. Их удобно использовать для маленьких детей, потому что они не вызывают у малыша страха, неприятных ощущений и не доставляют неудобств. Но прежде чем приобретать, стоит внимательно рассмотреть особенности этих устройств, их функции и главные характеристики.

Для чего нужен пирометр и как измерять температуру бесконтактным методом

Для измерения температуры различных поверхностей используют различные датчики, том числе и пирометр. Работает он довольно просто и быстро. А что представляет собой пирометр, давайте разберемся.

Что такое пирометр?

Современное инженерное устройство для определения температуры любого предмета, основывающееся на инфракрасном датчике, называется пирометром. Также он известен под названиями термодетектора, даталоггера температуры, цифрового термометра или инфракрасного пистолета. В основе действия прибора заложен принцип определения температурного значения поверхности объекта по тепловому электромагнитному излучению его поверхности. Пирометр улавливает невидимое инфракрасное излучение, преобразует его в градусы, и полученный результат выводит на дисплее. Бесконтактный и быстрый метод исследования необходимых объектов позволяет специалистам избежать возможных травм.

Область применения

Достаточно широкое применение нашлось для пирометров на тех производствах, где установлено большое количество нагревательных приборов. В области строительства и теплоэнергетики они используются для расчета теплопотерь конструкций, в том числе пирометр помогает выявить повреждения теплоизоляции.

В промышленности подобные приборы дают возможность подвергать анализу температуру всевозможных процессов дистанционно. Это бывает необходимо, например, в машиностроении, металлургии и в прочих отраслях промышленности.

Так, электрики проверяют уровень нагрева мест соединения проводов, а автослесари проверяют нагрев деталей машины. Ученым пирометры приходят на помощь во время осуществления различных исследований или опытов: так они определяют верность показателей температуры веществ и тел.

В быту люди применяют подобные устройства для определения температуры тела, воды, еды и др.

Типы и классификация

В зависимости от функционального признака, выделяют несколько классификаций пирометров.

По существенному методу, используемому в работе:

Оптические пирометры подразделяются на:

  • Яркостные;
  • Цветовые, или мультиспектральные.

По образу прицеливания различают устройства с оптическим или лазерным прицелами.

По применяемому коэффициенту излучения выделяют пирометры с переменным и фиксированным коэффициентом.

По возможности транспортировки пирометры делятся на стационарные и мобильные (переносные).

Основываясь на возможном диапазоне измерений выделяют:

  • низкотемпературные (-35…-30 °С);
  • высокотемпературные (+400 °С и выше).
Читайте также:  Отливы для цоколя фундамента: особенности выбора и монтажа

Устройство и принцип действия

Основу структуры пирометра составляет детектор инфракрасного излучения. Данные преобразуются посредством встроенной электронной системы и отображаются на дисплее.

Типовой пирометр по форме напоминает пистолет с небольшим дисплеем. Компактная панель управления, наводка лазером и высокая точность при близком взаимодействии с объектом объясняют востребованность инструмента среди работников инженерных и технических сфер.

Основными рабочими элементами пирометра считают линзу, приёмник, а также дисплей, на который выводится результат измерения. Принцип действия пирометра следующий: от изучаемого объекта исходит инфракрасное излучение и посредством линзы оно фокусируется и отправляется в приемник (термобатарея, полупроводник, термопара).

Если используется термопара, в момент нагрева приемника меняется напряжение. Сопротивление — в случае использования полупроводников. Эти изменения преобразуются в показания температуры.

Для того, чтобы провести измерение, необходимо просто навести пирометр на объект, привести его в действие и отметить полученный результат. Используя специальную кнопку, вы можете регулировать формат измерения температуры — по шкале Цельсия или Фаренгейта.

Технические характеристики

Пирометр обладает рядом параметров, которые характеризуют его функциональность. Выбор желаемой модели аппарата осуществляется по их значениям. Обратимся к основным из них.

Оптическое разрешение

Так называют показатель отношения диаметра пятна инструмента к расстоянию до предмета. Эта функция зависит от угла объектива устройства: чем он больше, тем значительную площадь он сможет охватить. Важнейшим фактором точности измерения является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Если площадь превышена, измеренное значение скорее всего будет неточным.

СПРАВКА. У каждой модели пирометра разное оптическое разрешение. Разница между ними внушительная, например, от 2:1 до 600:1. Последнее соотношение характерно для профессиональных устройств. Как правило, используются они в тяжелой промышленности. Оптимальным показателем для бытовых и полупрофессиональных пирометров считается 10:1.

Рабочий диапазон

Диапазон действия прибора зависит от пирометрического датчика и, зачастую, варьируется от -30 °С до 360 °С. Так, для бытового использования подойдут почти все виды пирометров, если учесть максимальную температуру теплоносителя в системе отопления до 110 °С.

Погрешность

Погрешность предполагает уровень возможных отклонений значений температуры и зависит от точности пирометра. В среднем допустимые отклонения — не превышающие 2% от нормы.

Коэффициент излучения

Данный параметр представляет собой отношение мощности текущего температурного излучения к такому же показателю эталонного абсолютно черного тела.

СПРАВКА. Для матовых материалов коэффициент излучения равняется 0,9-0,95. По этой причине большее количество приборов подбираются именно на это значение. Результат будет заметно отличаться от реального, например, в случае измерения степени нагрева поверхности блестящего алюминия.

В целях более точного измерения многие модели оснащаются лазерной указкой. При этом световой луч размещается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой прибор, пирометр обладает своими достоинствами и недостатками. Их наличие объясняется нюансами устройства и условиями применения.

  • 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 применяется при осуществлении научно-лабораторных исследований. Рассчитан он на измерение показателей поверхностей предметов при температуре от +900 до +10000°С,

Данная стационарная модель оснащена телескопом, который состоит из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив располагает возможностью фокусировки на дистанции до 25,4 см, а его оптическое разрешение составляет 3:1. Обратите внимание: телескоп данного прибора фиксируется на основании и плавно передвигается в горизонтальной плоскости.

Кельвин ИКС 4-20

Это пирометр высокой точности, который обладает универсальным спектром определения температурных показателей: от -50 до +350 °С, весьма высокая скорость действия – 0,2 с. Применение инструмента предусмотрено в диапазоне 8-14 мкм.

Данный пирометр совмещает в себе возможности как мобильного, так и стационарного устройства. Это обусловлено компактными размерами (17х17х22 см) и наличием посадочного гнезда крепления объектива М12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пыленепроницаемость. Так, представленную модель пирометра возможно использовать в сложных производственных и строительно-промышленных отраслях.

С-700 «Стандарт»

Данное бесконтактное устройство предпочтительно использовать, например, в строительстве или металлургии. Он достойно служит в качестве инфракрасного детектора определения степени нагрева поверхностей сыпучих и твердых объектов, а также расплавленных и текучих материалов.

Температурный диапазон колеблется в пределах от +700 до + 2200 °С, что характерно для высокотемпературных приборов. Расширения возможности взаимодействия с внешними носителями достигается посредством двух вариантов выходного интерфейса: аналоговый выход 4 — 20 мА или цифровой RS-485.

СПРАВКА. Приобрести оптический пирометр возможно по весьма доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная — 30000 рублей.

Как выбрать пирометр (2020)

Попробуйте, подсчитать, сколько приборов для измерения температуры вас окружает. Градусник, уличный термометр, домашний термометр, термометр в духовке, индикатор перегрева двигателя, термодатчики в холодильнике и морозильнике – причем это далеко не полный набор. И неудивительно – температура предметов и сред оказывает непосредственное влияние на сохранность продуктов, на работоспособность механизмов, электроники, да и нас самих. Поэтому точному измерению этой физической величины всегда придавалось большое значение.

Чаще всего мы меряем температуру контактным способом – с помощью термометра, прикладывая его к предмету или погружая в среду. Но иногда возникает необходимость произвести измерение на расстоянии. Как измерить температуру раскаленного куска металла? Быстро найти горячий участок трубопровода, проходящего на большой высоте? Определить, не перегревается ли высоковольтная шина? Контактный метод в этих случаях подходит плохо и на помощь приходят бесконтактные измерители – пирометры.

Принцип работы пирометров

Нагретые тела являются источниками инфракрасных лучей. И чем сильнее нагрето тело, тем мощнее ИК-излучение. Человеческий глаз не видит этого излучения, но для электронных сенсоров особой разницы между видимым светом и инфракрасным нет. Испускаемые предметом инфракрасные лучи проходят сквозь объектив и проецируются на сенсор, который по интенсивности излучения определяет температуру предмета.

Из принципа работы вытекают основные достоинства и недостатки пирометров. Инфракрасные лучи подчиняются законам оптики, но следует знать, что прозрачность многих материалов для инфракрасного излучения совсем не та, что для видимых лучей. Так, через обычное стекло проникают ИК-лучи с длиной волны не более 1 мкм. А большинство пирометров работает в диапазоне 8-14 мкм, и стекло для них будет непрозрачным.

Существует миф, что пирометр измеряет температуру с помощью лазерного луча – это не так, лазер служит только для прицеливания. Пятнышко лазерной указки на предмете еще не гарантирует того, что вы получите температуру именно предмета, а не оконного стекла, через которое прошел лазерный луч.

Пирометр может измерять температуру и по отраженному ИК-излучению – это может помочь при работе с труднодоступными деталями: не обязательно пытаться получить доступ к разогретой детали, для измерения температуры достаточно его отражения в зеркале. Но это же достоинство пирометра оборачивается и самым весомым недостатком – отраженный инфракрасный свет затрудняет измерение температуры и интересующего нас предмета, ведь какая-то часть ИК-излучения, идущая от него – отраженная. Чем выше отражающие способности материала, тем большую погрешность в результат вносят отраженные лучи. Для исключения этой погрешности следует знать коэффициент эмиссии поверхности предмета, температуру которого вы измеряете. Этот коэффициент характеризует отражающие способности материала и зависит от самого материала, от обработки поверхности (полировка может снизить этот коэффициент на порядок), от окраски и т.д. У большинства пирометров в руководстве приводится таблица с коэффициентами эмиссии распространенных материалов и вам потребуется ввести подходящее значение перед измерением.

У совсем простых моделей такой настройки нет, и они пригодны только для измерения температуры предметов из ограниченного списка материалов. В моделях подороже числа вводить не надо, вид материала можно выбрать в экранном меню. Но в любом случае как-то задать этот коэффициент потребуется – самостоятельно его приборы определить не в состоянии.

Еще один недостаток пирометров – они не измеряют температуру воздуха. Атомы воздуха слишком сильно рассредоточены, поэтому испускаемое ими инфракрасное излучение несравнимо мало по сравнению с излучением от любого предмета. Если даже у прибора есть функция измерения температуры воздуха, то это значит лишь, что в нем есть отдельный термометр внутри – и температуру он будет измерять только в месте нахождения.

Характеристики пирометров

Оптическое разрешение пирометра
Очевидно, «поле зрения» пирометра должно быть небольшим – чтобы пятно, которое «видит» сенсор, не превышало размеров предмета, температура которого нам интересна. Казалось бы, в чем проблема – надо подобрать объектив так, чтобы его угол зрения был минимальным. Но чем меньше площадь измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит сквозь объектив и тем чувствительней должен быть сенсор. Поэтому оптическое разрешение пирометра – соотношение между расстоянием до предмета и диаметром пятна измерений – во многом определяет его функциональность и цену.

Приборы с небольшим оптическим разрешением – до 10:1 чаще используются для несложных измерений и в быту. Рабочее расстояние таких приборов – не более 1 метра, на больших расстояниях точность измерений сильно снижается.

Приборы с оптическим разрешением до 30:1 уже могут использоваться для измерения температуры небольших объектов на расстояниях до 3 метров.

Оптическое разрешение от 50:1 встречается обычно у профессиональных пирометров – они позволяют с высокой точностью измерять температуру тел на больших расстояниях, но и стоят в разы дороже бытовых.

Многие приборы снабжаются дополнительными функциями, позволяющими точнее «сфокусироваться» на интересующем вас объекте при одном и том же оптическом разрешении. Функция мин/макс значение, например, позволяет вывести на экран максимальное и минимальное значения температуры, которые прибор «увидел» внутри пятна. С этой функцией вы сможете определить температуру небольшого предмета, даже если пятно измерений больше его по размерам и в него попало много других, более холодных, предметов.

Некоторые приборы дают возможность настройки того, какую температуру будет показывать индикатор во время измерения: максимальную по пятну, среднюю или минимальную.

Функция непрерывного измерения пригодится при поиске точек утечки тепла или неисправных электрических элементов. С этой функцией вы можете перемещать лазерный маркер по интересующей вас поверхности, а пирометр будет в режиме непрерывного измерения выводить температуру поверхности в районе маркера.

Минимальная и максимальная определяемая температуры задают диапазон, в котором можно использовать прибор. Подбирайте параметры в соответствии с тем, каковы температуры интересующих вас объектов. Базовые модели обычно измеряют в пределах ‑50…500ºС, и для бытовых измерений этого вполне достаточно. Минимальная определяемая температура ниже -50 у этих приборов практически не встречается, а максимальная может достигать 2200ºС, но чем шире диапазон, тем дороже будет стоить пирометр.

Время отклика будет для вас важным, если нужно произвести множество измерений или если измеряемая температура меняется быстро. Например, под действием электрического тока некачественное контактное соединение может нагреться за секунду на сотни градусов. В этом случае времени отклика в 1 секунду будет слишком много – лучше брать прибор с временем отклика 0,5 секунд. Если и этого мало, придется раскошелиться – профессиональные модели обладают временем отклика до 0,15 секунд, но и стоят они соответственно.

Коэффициент эмиссии определяет, на какой материал настроен прибор. Бытовые приборы имеют коэффициент 0,95 – они подойдут для измерения температуры предметов из матового пластика, бетона, кирпичей, человеческого тела и т.д. (см. таблицу).

Если коэффициент эмиссии материала, температуру которого вы хотите измерить, сильно отличается от 0,95, то его нужно привести к нужному значению, наклеив на поверхность кусок изоленты, покрасив матовой краской и т.п. Если это невозможно сделать, то лучше сразу подбирать прибор с изменяемым коэффициентом эмиссии – большинство таких приборов позволяют задавать его в диапазоне от 0,1 до 1.

Определение влажности говорит о том, что в прибор встроен гигрометр. Он определяет влажность окружающего воздуха, но никак не предмета, на который нацелен лазерный маркер (как некоторые думают). Зачем это нужно? Чаще всего этой функцией пользуются для определения точки росы и оценки риска выпадения конденсата на исследуемых поверхностях.

Пирометры с определением влажности, как правило, умеют сами рассчитывать точку росы и при измерении температуры поверхности, могут сразу сообщить – появится ли на ней конденсат. Это может быть очень важно в складах, теплицах, да и в жилых помещениях тоже. Выпадение конденсата – неприятность само по себе, но при определенных температурах оно еще и способствует образованию плесени. Некоторые пирометры имеют функцию определения риска образования плесени.

Варианты выбора пирометров

Для бытовых целей вполне подойдет недорогой пирометр с диапазоном -50…500ºС – с его помощью вы сможете определить температуру сковородки, мяса в духовке или двигателя машины, не рискуя обжечься.

Для дистанционного определения температуры раскаленных и расплавленных металлов вам потребуется прибор с широким диапазоном и большим оптическим разрешением.

Если пирометр нужен вам, чтобы следить за климатом в помещениях, выбирайте среди приборов с определением влажности – он поможет вам избежать сырости и плесени.

Если вы делаете множество измерений, выбирайте среди приборов с памятью – чтобы избавить себя от необходимости записывать каждое значение.

Ссылка на основную публикацию