Меню

Тепловизор лазерный для измерения температуры



Как выбрать пирометр (2020)

Содержание

Содержание

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.

Читайте также:  Погрешность вызванная отклонением условий измерения от нормальных называется

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.

Источник

Как выбрать лазерный термометр?

Современный человек привык идти в ногу с технологическим прогрессом. К примеру, сегодня даже температуру можно измерить бесконтактным методом. Из материала данной статьи вы узнаете, что представляет собой лазерный термометр. Кроме того, мы подскажем, на что обратить внимание при его покупке.

Устройство

В устройстве пирометра имеется особый лазерный прицел, необходимый для настройки луча на конкретный предмет. Внешне прибор чем-то похож на пистолет, измерение температуры он выполняет при нажатии так называемого спуска. Изделие оснащено экраном с ЖК-дисплеем и панелью управления. Прибор измеряет температуру достаточно точно и быстро.

Состоит прибор из двух аналогово-цифровых преобразователей (первичного и вторичного), а также датчиков. Базовая цепь прибора включает линзы, собирающую оптику, спектральные фильтры, а также детектор теплового излучения, который является внешним интерфейсом изделия.

Каких-либо дополнительных устройств для замеров температуры данным термометрам не требуется.

Помимо лазерного указателя, инфракрасного датчика, ЖК-дисплея прибор оборудуется:

  • клавишей измерения;
  • батарейным отсеком;
  • кнопкой выбора единиц измерения;
  • клавишей включения и выключения лазерного целеуказателя;
  • кнопкой включения и выключения подсветки дисплея.
Читайте также:  Правила оформления результатов поверки средств измерений

Принцип работы

Используют лазерный термометр для измерения поверхностной температуры разных объектов. В основе работы точного инженерного устройства лежит принцип определения по тепловому электромагнитному излучению. Тепловой луч, взятый устройством, фокусируется оптической системой, попадая на температурный датчик. На выходе из преобразователя образуется электросигнал со значением, пропорциональным данным температуры исследуемого предмета.

Длина инфракрасной волны зависит от интенсивности нагрева конкретного тела. Сигнал, поступающий из датчика, проходит через вторичный пирометрический преобразователь. Он поступает в счетно-измерительное устройство, где происходит его обработка. Результат вычислений можно увидеть на дисплее прибора. Зачастую он указывается в виде крупных цифр.

Для измерения прибор включают, наводят на исследуемый объект, находящийся в пределах 3 м, и нажимают кнопку. В этот момент срабатывает пирометрический преобразователь, выдавая значение температуры на экране. Это может быть цифровое значение либо разноцветная графика со спектральными областями. Во втором случае низкая, средняя и высокая область подсвечивается контрастными цветами.

Принцип действия бесконтактного измерителя температуры оптимально прост. Излучение производится не пирометрическим инструментом. Датчик температуры прибора фиксирует собственное либо отражённое излучение объекта, которое находится в конкретной зоне спектра. Лазер необходим для прицеливания.

Плюсы и минусы

Лазерный термометр имеет ряд своих достоинств:

  • компактный, не занимающий много места;
  • интуитивно простой в использовании;
  • имеет понятные символы на кнопках управления;
  • обладает точностью измерений;
  • измеряет поверхности из разных материалов;
  • удобен в руке, имеет небольшой вес;
  • имеет точную наводку на объект;
  • отличается широким диапазоном измеряемой температуры;
  • дополняется противоскользящей рукояткой;
  • может использоваться в качестве лазерной указки;
  • зачастую на дисплее имеет крупный шрифт;
  • характеризуется встроенной памятью;
  • снабжается инструкцией по эксплуатации;
  • работает стабильно без перебоя на разном расстоянии;
  • быстро включается, выдаёт температурные значения, выключается.

Изделие может иметь расширенный функционал. В зависимости от разновидности лазерный термометр может определять не только плюсовую, но и минусовую температуру. Время определения температуры поверхности исследуемого объекта составляет не более половины секунды.

В отдельных модификациях предусмотрено автоматическое отключение при простое.

Наряду с достоинствами, у лазерного пирометра для дистанционного замера температуры разных поверхностей есть несколько недостатков. Например, у отдельных модификаций:

  • написанная инструкция непонятна;
  • имеются погрешности замеров до 2 градусов;
  • приходится менять штатную батарейку;
  • наблюдаются неточности при севшем источнике питания;
  • плохая батарея, входящая в комплектацию;
  • странный процесс включения и выключения подсветки;
  • слишком дорогая батарея;
  • плохая фиксация батарейки.

Бывает, что производитель не соответствует указанным данным. Например, продавец маркирует товары, как произведённые в РФ, хотя в действительности их изготовили в Китае. В отдельных моделях для определения температуры исследуемого объекта приходится пользоваться специальной таблицей для введения коэффициента соответствия конкретному материалу. Стоит отметить и тот факт, что для точной оценки поверхность исследуемого объекта не должна быть полностью прозрачной либо отражающей.

Сфера применения

Лазерные термометры для измерения температуры поверхности исследуемых объектов имеют широкое применение. На сегодняшний день они незаменимы в промышленности, строительстве, проведении различных научных исследований. Их используют практически в любой отрасли современного производства. Лазерный пирометр необходим:

  • в металлургии, сталелитейной отрасли, где невозможен контакт с расплавом;
  • в пищевой промышленности, быту (например, для измерения температуры горячих блюд, тела либо посуды);
  • в работе по ремонту газовых и нефтяных трубопроводов;
  • в электро- и теплоэнергетике, военном и гражданском строительстве;
  • для проверки электрооборудования (например, сплит-системы);
  • при обследовании ДВС, подшипниковых элементов, составляющих компьютера.

Кроме того, лазерные бесконтактные измерители температуры незаменимы при обследовании объектов инфраструктуры, а также рефрижераторной техники. Покупают измерительную технику исходя из заранее намеченных задач. Ими оснащают охранно-пожарные бригады, они нужны для оценки температурных условий при хранении медицинских препаратов и пищевых продуктов.

Весь ассортимент электронной измерительной техники, предлагаемый вниманию покупателей, разнится по нескольким критериям. Например, по типу методики работы он может быть инфракрасным либо оптическим. Бесконтактный термометр-пистолет с целеуказателем первого типа работает в 2 диапазонах: инфракрасном и спектра видимого света. Радиационные разновидности оценивают температуру за счёт пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Изделие с широким спектральным излучением называют измерительным устройством с полным излучением. Модели спектрального измерения работают по принципу сравнения теплового излучения в разных зонах спектра.

По температурному диапазону ассортимент бесконтактных измерителей делится на 2 группы: низкотемпературную и высокотемпературную. Модификации первого типа примечательны тем, что способны измерить температуру морозильных камер. Аналоги второй группы могут оценивать температурные данные раскалённых объектов. Как показывает практика, у них больше погрешность, она направлена в сторону верхнего предела.

Читайте также:  Инструмент для измерения плоскостности

В среднем рабочий диапазон устройств может находиться в пределах от -30 до +360 градусов.

Для бытовых нужд берут изделия проще, поскольку нет надобности в настолько высоких значениях температуры. В продаже можно встретить варианты высокотемпературного типа с диапазоном выше +400 градусов. Их покупают для исследования температуры нагретых поверхностей раскалённых предметов.

По типу исполнения лазерные термометры бывают переносными и стационарными. Изделия переносного типа отличаются мобильностью, их можно использовать даже в труднодоступных местах. Их дисплей небольшой, на нём отображается графика либо текстово-цифровая информация. Варианты второго типа точнее отображают измерения температуры исследуемых объектов. Приобретают их преимущественно для крупных промышленных предприятий.

Пределы исследуемых измерений задают лазерной указкой. Визуализация текстово-цифрового типа указывается на дисплее в градусах. Помимо неё, можно увидеть дополнительную информацию. Что касается графического изображения, то он показывает степень интенсивности нагрева исследуемого предмета. Какой вариант лучше, каждый выбирает для себя самостоятельно. При покупке лазерного термометра необходимо обратить внимание на несколько нюансов. Например, важно выбрать верный тип лазера. Он может генерировать 1 или 2 точки. Вариант второго типа считается более точным, в этом случае лучше оценивается место измерения температуры. Центр измерения прибора с таким типом лазера расположен между точек.

Современный вариант с целеуказателем в форме круга считается более точным. Наличие термопары необходимо для более точной оценки температуры объекта и учёта погрешностей во время измерений. Полезным дополнением многих современных моделей является опция внутренней памяти, посредством которой хранятся данные измерений.

Кроме того, в расширенный функционал может входить подача звукового сигнала в момент достижения заданного порогового значения.

Правила использования

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

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

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

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

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

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

При этом не стоит забывать, что расстояние напрямую влияет на параметры измеряемой площади. С их увеличением они становятся больше.

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

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

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

Источник