Пірометр - що це? Безконтактний пірометр
Останнім часом широкого поширення набув прилад, який називається "пірометр". Що це за пристрій і в чому його суть? Його призначення - вимірювання температури об`єкта на певній відстані від нього.
За допомогою пірометрів можна безпечним способом отримати показники температури важкодоступних або розпечених предметів, тому вони є незамінними помічниками на будь-якому промисловому виробництві. Адже часто бувають ситуації, коли просто неможливо підійти до об`єкту вимірювання, або ж він становить небезпеку для здоров`я людей.
Содержание
Трохи історії
Перший пирометр (що це за пристрій, читайте нижче) був винайдений голландським фізиком Пітером ван Мушенбруктом. Ці прилади могли вимірювати температуру тел тільки візуально. Основні розрахунки складалися з обробки даних про зміну кольору і яскравості розпеченого предмета. Звичайно, ці показники не були достатньо точними. В даний час функціональність таких приладів значно розширилася, це дозволило вимірювати температуру не тільки нагрітих предметів, а й тих об`єктів, у яких цей показник не перевищує 0 градусів. Наприклад, інфрачервоний пірометр Optris вимірює температури в діапазоні від -32 до +9000С.
Удосконалення цих приладів почалося в 60-х роках XIX століття. Дана галузь успішно розвивається і в даний час. Завдяки активним розробкам, з`явилася можливість виробляти промислові пірометри, які оснащувалися високими технічними характеристиками. При цьому з освоєнням нанотехнологій розміри пристроїв з кожним роком ставали все менше, що робило їх використання максимально зручним.
Перша портативна модель пирометра була розроблена в 1967 році провідною американською компанією Wahl. Саме вона послужила прототипом сучасних інфрачервоних пристроїв. Впровадження нових технологій і розробок дозволило удосконалити роботу пірометра. Основний її принцип будувався на визначенні теплової енергії, яку випромінював об`єкт. З широким впровадженням даних приладів з`явилася можливість вимірювати дистанційно температуру як рідких, так і твердих тіл.
Термометр-пирометр сьогодні класифікується за кількома найважливішими параметрами. Давайте розглянемо їх детально.
Головні ознаки
За даним критерієм можна виділити три основні види:
- Яскравості. Температура нагрітого предмета визначається шляхом порівняння його кольору та відтінку еталонної нитки.
- Радіаційні. Такі пірометри визначають температуру об`єкта по потужності його теплового випромінювання.
- Кольорові. Цей різновид приладу оцінює температуру предмета на основі колірного відображення його поверхні в різних спектрах.
діапазон температур
Для того щоб отримувати точні показники температур, необхідно правильно підібрати пирометр. Що це означає? Цей пристрій має два типи модифікацій:
- Низькотемпературні. Пірометри подібного типу здатні вимірювати тільки негативні температури об`єктів.
- Високотемпературні. Ці пристрої виконують оцінку тільки нагрітих предметів. Тому у таких приладів одним з найважливіших параметрів є гранична температура вимірювань.
Тип виконання
Безконтактний пірометр також класифікується за типом призначення:
- Портативні моделі являють собою кишенькову різновид цих пристроїв. Такі прилади незамінні тоді, коли при вимірюванні температури об`єкта до нього неможливо підійти на достатню відстань. Пірометри подібного роду обладнуються невеликим екраном, що дозволяє відображати текстову і графічну інформацію.
- Стаціонарні пристрої. Пірометри стаціонарного типу застосовуються для високоточних вимірювань. Такі пристрої є затребуваними великими промисловими підприємствами, де потрібен постійний контроль за температурними показниками виробництва.
Рекомендація: співробітникам, які роблять заміри температур дуже часто, перед придбанням приладу рекомендується звернути увагу на пірометри інфрачервоні. Не завадить також порівняти основні характеристики і вартість декількох зразків, доступних на ринку. Нижче надамо короткий опис чотирьох видів інфрачервоних пірометрів.
одноколірні моделі
Інфрачервоний (одноколірний) пирометр призначений для вимірювання однієї хвилі теплової енергії. дані моделі недорогі, є ідеальним портативним варіантом. Принцип їх роботи дуже простий: досить навести пирометр на об`єкт і натиснути відповідну кнопку. Їх безперечною перевагою є можливість проводити виміри температур з будь-якої відстані.
Дані прилади мають обмеження по вимірюванню діаметра плями, а також дуже чутливі до забруднення навколишнього середовища. Саме ці недоліки значно зменшують сферу їх застосування, наприклад, в задимленому або дуже вологому приміщенні одноколірний пирометр буде працювати некоректно.
інфрачервоні термопари
Однією з спрощених різновидів інфрачервоних пірометрів є термопара. Основна особливість даного приладу полягає в відсутності складної електроніки, яка використовується для посилення одержуваного сигналу. Саме це стало його незаперечною перевагою, яке надало унікальну можливість для застосування даного приладу. Принцип роботи термопара досить простий: що отримується випромінюванняперетвориться в термопарний нелінійний сигнал.
переваги:
- низька вартість;
- хороша сумісність з вимірювальними приладами;
- показник максимальної температури вище, ніж у інших моделей.
Також варто звернути увагу і на недоліки. В принципі, їх тільки два:
- похибка більше 2%;
- широкий спектральний діапазон.
Двоколірний пирометр - що це таке?
Даний прилад з`явився порівняно недавно. Це більш вдосконалена модель, яка вимірює значення двох і більше випромінюваних хвиль. Перевагою двокольорового пирометра, яке значно відрізняє його від традиційних інфрачервоних пристроїв, є можливість працювати в різних колірних спектрах. Саме ці показники дозволяють користуватися з цим приладом в забруднених місцях, так як на нього не впливає наявність сторонніх речовин, типу диму, газу, пари та інших. Також даний пирометр незамінний в роботі з показниками чорноти, він з точністю визначить температуру твердого металу, що переходить в рідкий стан.
оптоволоконні пірометри
Принцип роботи даних пристроїв ідентичний традиційним пірометрами. Відмінність полягає лише в наявність оптоволоконного кабелю, по якому транспортується світловий потік. Перевага такої комплектації полягає в тому, що даний шнур можна довільно згинати. Завдяки цьому з`являється можливість проводити виміри температури в самих важкодоступних місцях.
Оптоволоконні пірометри широко використовуються в місцях з підвищеним електромагнітним полем, де традиційні моделі повністю безсилі. Такі прилади оснащені фіксованим фокусом. Він дозволяє заміряти випромінювання теплової енергії з мінімальним діаметром плями від 0,1 мм. Однак такий фокус встановлює обмеження в відстані: для проведення точного вимірювання необхідно чітко дотримуватися зазначену в інструкції дистанцію.
пірометр лазерний
Для того щоб проводити заміри на великій відстані, виробники встановили на пірометри лазерні приціли. Вони бувають декількох видів.
- Лазерний пристрій з одним променем дає можливість прицілюватися пирометр тільки в центр плями теплової енергії. Залежно від моделей даних приладів, зона чутливості може мати похибку в 1-2 см. Такий дефект найбільш часто зустрічається в недорогих пристроях.
- Пірометр лазерний з подвійним променем дозволяє визначити розміри і місце розташування вимірюваного об`єкта. Використовувати поблизу не рекомендується, так як показники найчастіше сильно завищені.
- Кругові приціли - найбільш точні прилади, які ефективно працюють на різних відстанях і з будь-якими розмірами вимірюваного плями.
Інструкція
Купуючи даний пристрій, необхідно перевірити, чи є в комплекті інструкція. Пірометр - складний прилад, тому самостійно розібратися з функціями буде досить важко. В інструкції описуються важливі пункти, які потрібні для належного функціонування. Ось деякі з них:
- типи виходів і програмне забезпечення;
- дані про погрішності;
- показник інерції;
- тип фокуса;
- температурний режим;
- спектральний діапазон;
- коефіцієнт випромінювання і ін.
застосування пірометрів
Пірометри інфрачервоні широко застосовуються в різних галузях:
- в тепловій енергетиці - коли до нагрітого предмета наблизитися неможливо;
- в електроенергетиці - пірометри застосовуються для безперервного контролю за об`єктами і забезпечення протипожежної безпеки в процесі їх експлуатації;
- в різних лабораторних дослідженнях - при відсутності можливості доторкнутися до досліджуваного предмета, або коли вимір його температури не виходить виконати звичайним способом;
- в будівництві - пірометри використовуються для визначення місць тепловтрат в будинках і будівлях житлового та промислового призначення, а також на теплотрасах з метою швидкого виявлення проривів.
