в чем разница между пирометром и термометром бесконтактным
Что такое пирометр?
Возможность дистанционно определять степень нагрева объектов позволила сделать шаг вперед в области изобретения измерительной техники. Пирометр справляется со сложными в технологическом плане, а также небезопасными и трудоемкими операциями. Он позволяет контролировать распределение температур на поверхностях большой площади, снимать температурные показатели расплавленного металла, предметов под высоким напряжением и т. п. Это прибор для бесконтактного замера температуры на разных поверхностях, который применяют как в профессиональных областях, так и в бытовых условиях.
Любая нагретая поверхность излучает тепловые волны. В основе принципа, по которому работает данное устройство, лежит измерение таких волн. Теплоизлучение через расширение проходит к пирометрическому датчику, где из тепловой энергии преобразовывается в электроэнергию. Сила сигнала, который получают в процессе, обуславливается уровнем теплоты поверхностей. Чем значение больше, тем сильнее генерируемый датчиком ток. Благодаря электронному преобразователю исходную информацию можно увидеть на ЖК-экране.
Чем отличается пирометр от термометра?
Данное устройство, как и термометр, предназначено для измерения температуры. Но оно отличается тем, что способно:
Как пользоваться пирометром для измерения температуры?
О том, как правильно измерить температуру, используя данный прибор, написано в подробной инструкции. Необходимо четко следовать несложным правилам эксплуатации, иначе можно получить искаженную информацию о степени нагрева исследуемой поверхности.
Этапы измерения пирометром уровня нагревания предметов:
На экране активированного аппарата появляются температурные значения. Есть ряд моделей с возможностью запоминания полученной информации, в остальных устройствахпосле каждого измерения значения сменяются новыми показателями.
Прибор отличается простотой применения. Это позволяет широко использовать его для измерений при проектировании, монтаже автономных отопительных систем, а также с его помощью решать бытовые задачи.
Что измеряют пирометром?
Предметом определения является среднее температурное значение для поверхностей предметов, тел в рамках пятен измерений. Они имеют эллипсовидную либо округлую форму. Чем больше длина пути от объекта измерения к пирометру, тем масштабнее размеры пятна. Устройство нацеливают на нужный предмет, материал при помощи встроенного в него лазерного указателя. Его направляют непосредственно в центр измеряемой окружности.
Современные пирометры дистанционно фиксируют температуру, допускают минимальные погрешности, а также имеют эргономичный дизайн и автономное питание. Таким оборудованием пользуются, когда необходимо:
Поскольку устройство имеет особый принцип работы, основанный на «считке» излучения тепловых волн инфракрасного диапазона, оно способно фиксировать температурные показатели объектов, которые находятся на расстоянии до 15 метров. Благодаря этому аппарат имеет такие плюсы, как:
Как выбрать?
Каждое измерительное оборудование, в том числе пирометр бесконтактный, имеет ряд характерных параметров. Непосредственно на них следует обращать внимание при выборе нужной модели. В данной ситуации важными считают следующие характеристики:
Чем выше коэффициент, тем ниже отражательная способность поверхности. Такая способность отрицательно сказывается на достоверности результатов измерения.
Материалы с неблестящей поверхностью имеют коэффициент от 0,9 до 0,95, на который настроено большинство дистанционного оборудования для определения степени нагрева. Но при измерениях температуры блестящих предметов, материалов индикатор покажет недостоверную информацию.
Кроме этого, выбирая прибор, стоит обращать внимание на наличие дополнительного функционала. Это:
Популярные модели пирометров
На сегодня одним из лидеров рынка измерительной техники можно с уверенностью назвать крупную немецкую компанию Testo. Ее продукция превосходит по качеству и ассортименту аналоги приборов других производителей благодаря ставке компании на научно-технические разработки. Их финансируют за счет ежегодного выделения приблизительно 12 % общего оборота компании. Инфракрасные измерительные технологии этого производителя обеспечивают получение высокоточных результатов на значительных дистанциях, позволяют делать замеры температуры объектов с небольшими размерами, находящихся в движении или в труднодоступных местах.
Модели 835 используются для определения температуры в любой области. К примеру, таким прибором можно проводить мониторинг уровня нагрева и влажности стен, инспектировать вентиляционные системы, а также можно использовать устройство в ходе технического обслуживания оборудования в промышленности.
Модель 810 представляет собой карманный вариант бесконтактных измерителей температуры, позволяет одновременно контролировать степень нагрева воздуха и поверхностей. Удобно носиться на запястье или в чехле на ремне.
Компания «ЭКО-ИНТЕХ» предлагает современную, простую в использовании измерительную технику, демонстрирующую высокую точность.
Чем отличается тепловизор от пирометра
Для дистанционного измерения температуры используются пирометры и тепловизоры. Они полезны там, где обычные термометры неэффективны — например, строительство, энергетика, химическая промышленность. Эти приборы определяют степень нагрева объекта на расстоянии, что делает их применение безопасным. Они показывают, не вышел ли из строя электрический прибор, насколько хорошо работает отопительная система, нет ли прорех в теплоизоляционных материалах. Последнее особенно важно для выбора дома или квартиры, надежно защищенной от холодов.
Что такое тепловизор и типы устройства
Это измерительный прибор, который определяет температуру одного или нескольких объектов. Он работает как камера, снимающая в инфракрасном диапазоне. Все физические тела, температура которых выше абсолютного нуля, испускают тепловое излучение — именно его улавливает аппарат. Предметы отображаются на экране тепловизора в виде тепловой диаграммы. Это цветная картинка, накладываемая на реальное изображение объекта, каждый оттенок которого соответствует определенной температуре.
Устройства могут быть:
Что такое пирометр и типы устройства
Пирометр — устройство с ограниченной функциональностью по сравнению с тепловизором. Оно представляет собой компактный прибор, который также улавливает инфракрасное излучение от объекта, попадающее на измерительный датчик, и выводит измеренную таким способом температуру на небольшой экран.
Устройство может быть контактным или бесконтактным.
Контактные
Контактный тип оснащается выносными зондами. Они касаются объекта для определения температуры. Такие измерители нужны в пищевой промышленности, ресторанном бизнесе, чтобы определить, насколько горячее блюдо или посуда. Также они используются в лабораторных исследованиях. Есть приборы, способные измерить температуру воздуха.
Бесконтактные
Бесконтактные пирометры более распространены. Они помогают определить температуру там, где касаться объекта нельзя в результате:
Бесконтактные измерители отображают уровень нагрева практически сразу после наведения прибора на объект и нажатия на кнопку. Они подразделяются на: инфракрасные, лазерные и оптические. Инфракрасные — самые распространенные, они фиксируют тепловое излучение, определяют его мощность.
Лазерные пирометры относятся к профессиональным. Они оснащаются целеуказателем — лазерным лучом, позволяющим определить температуру указанной точки с максимальной точностью. Иногда центральный луч дополняется вторым, который задает радиус фокусного пятна. Так удается измерить усредненную температуру указанной области.
Оптический подвид наделяется сложной оптикой. Благодаря этому он измеряет температуру на больших расстояниях. Это новинки измерительной техники, появившиеся недавно.
От пирометра до современного тепловизора
Ввиду своих технических характеристик пирометр имеет ограниченное применение. Он подходит для измерения температуры одной конкретной точки. Чтобы охватить широкую поверхность или большой объект, приходится измерять его в разных местах, запоминать или записывать числа, затем рисовать температурные графики. Это требует немалых трудозатрат, что приводит к погрешностям и неточностям измерения.
Для автоматизации таких измерений были изобретены термографы. Они основывались на пирометрах, которые были изобретены первыми. Термографы показывали картинку в виде температурного графика, построенного с применением точек различных оттенков. Однако из-за того, что они тоже были не слишком удобны, в 1954 году были созданы тепловизоры. Современные тепловизоры значительно отличаются не только от прирометров, но и своих предшественников. С их помощью можно за считанные часы измерить температуру поверхности, выявить утечки теплого воздуха, обнаружить точки промерзания и сырости. В своей работе я применяю тепловизор Testo 875-2i, что помогает мне и мои клиентам определить все слабые места в теплозащите дома.
Как устроен и работает тепловизор
То, как отражаются результаты исследования — главное, чем отличается пирометр от тепловизора. Отображение тепловой диаграммы — картинки, окрашенной в различные цвета в соответствии со степенью температурного излучения — становится возможным благодаря технологиям, похожим на те, которые используются в нынешних видеокамерах.
Прибор оборудуется объективом, сделанным из германия. Этот дорогой металл придает устройству необходимую чувствительность и долговечность. Попавшее в фокус объектива излучение передается на специальную матрицу, которая преобразует невидимые инфракрасные лучи в электромагнитный сигнал. Сигнал обрабатывается в электронном модуле и передается на жидкокристаллический дисплей в виде тепловой диаграммы.
Таким образом на экране отображается снимаемый объект, окрашенный в цвета, соответствующие его температуре. Благодаря различным оттенкам можно определить места сквозняков, области, где теплоизоляционный материал намок, порвался или был прогрызен мышами. Картинка отображает щели, трещины, мостики холода. На ней можно заметить даже теплокровных вредителей. Такое свойство прибора позволяет использовать его в спасательных операциях, поскольку он отображает людей, находящихся под завалами, либо скрытые очаги возгорания при пожарах, когда оценить ситуацию визуально мешает дымовая завеса. С его помощью также выслеживают диких животных охотники.
Основные отличия тепловизора от пирометра
Главное отличие пирометра от тепловизора — охват площади и способ отображения информации.
Пирометр содержит только один температурный датчик. Соответственно, он измеряет температуру лишь в одном месте, попавшем в фокус. Полученное значение выводится на экран в числовом виде. Зачастую эти устройства лишены функции запоминания результата, ей оснащаются только профессиональные приборы, поэтому каждое число приходится запоминать самостоятельно или записывать.
Эти свойства определяют область использования пирометров. Они хороши в научных исследованиях, в контроле температурных показателей электрических приборов — например, компьютерных процессоров или иных устройств, подверженных нагреву. Иногда они применяются в медицине для быстрого определения температуры тела. Однако найти с их помощью мелкие щели в теплоизоляции очень трудно, в отличие от тепловизора.
Тепловизоры фиксируют объект целиком. Их дальность действия значительно выше. В некоторых моделях она достигает сотен метров, в отличие от пирометров. На тепловой диаграмме видны все температурные колебания, что очень удобно для обнаружения щелей, трещин, мостов холода. Чувствительная матрица приборов состоит из сотен измерительных точек — чем их больше, тем более чутко реагирует устройство.
Главное преимущество пирометра — компактность. Он легко помещается в ладони. Тепловизоры тоже бывают компактными, однако аппараты высокого класса зачастую довольно габаритны. Второе преимущество пирометров — доступность. В силу сравнительной простоты конструкции они намного дешевле технологически более сложных тепловизоров.
Основные достоинства тепловизора — многофункциональность, многообразие, дальность действия и детальность исследования объекта.
Сравнение тепловизора и пирометра
Более наглядно разницу между пирометром и тепловизором можно увидеть в таблице.
Выбираем бесконтактный градусник: топ-5 лучших моделей
В отличие от обычных ртутных или спиртовых градусников, бесконтактные термометры позволяют измерить температуру мгновенно. CHIP расскажет, чем еще интересны такие устройства, и предложит пять лучших моделей.
фото: компании-производители, Андрей Киреев
Измерение температуры тела обычными градусниками может стать утомительным процессом, особенно, когда это приходится делать часто и самому больному. К тому же, при высокой температуре и слабом освещении людям с ослабленным зрением очень трудно рассмотреть узкую полоску на жидкостного термометра. На помощь может прийти цифровой термометр с ЖК-дисплеем, где температура показывается более наглядно. Но и они требуют довольно длительного процесса измерения и к тому же его точность зависит от плотности прилегания датчика к телу.
Хорошим решением для быстрого и точного измерения температуры тела является инфракрасный бесконтактный термометр, который в профессиональных кругах называют пирометр. Он позволяет за доли секунды выполнить замер и отобразить ее на большом ЖК-дисплее. В большинстве моделей экран имеет подсветку, поэтому увидеть уровень температуры можно даже с выключенным светом, чтобы не потревожить больного.
Как работает бесконтактный термометр
Устройство и функционирование современного инфракрасного термометра можно описать следующим образом. Тепловой луч, принятый прибором, фокусируется оптической системой и попадает на датчик температуры — первичный пирометрический преобразователь. На его выходе получается электрический сигнал, значение которого пропорционально значению температуры исследуемого объекта. Этот сигнал проходит через электронный преобразователь — вторичный пирометрический преобразователь, и попадает в измерительно-счетное устройство, обрабатывается в нем и результат этих вычислений отображается на дисплее в виде цифр.
Отметим, что изначально бесконтактные пирометры были предназначены для промышленных целей, например, для измерения температуры накаленного металла и других поверхностей. Следующим шагом стало использование таких датчиков в бытовых приборах, в том числе в микроволновых печах, где требуется точно выставить температуру нагрева пищи. Но если для технических целей точность измерения допустима ± 1 градус, то для медицинских измерений каждая десятая доля градуса на счету, ведь согаситесь, есть разница между температурой больного 36,6 и 36,9. Поэтому бесконтактные градусники отличаются от промышленных более точными датчиками, что отражается на их стоимости.
Инфракрасный бесконтактный термометр имеет следующие основные технические характеристики:
Как выбрать надежный инфракрасный термометр
Для точной работы градусника очень важно качество его комплектующих. Поэтому, если прибор сделан известной компанией, то можно рассчитывать на его точность и надежность. Конечно, большая часть продаваемых в России устройств сделаны в Китае, даже если на коробке написано «Designed of Japan». Но, по нашему опыту покупки гаджетов на AliExpress, и менее известные компании могут производить весьма качественные приборы измерения.
Чтобы выбрать надежный инфракрасный градусник, необходимо следовать нескольким правилам:
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.
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.
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 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.