Пирометр инфракрасный для чего нужен: как работает, измерение температуры бесконтактным методом

Для чего нужен пирометр инфракрасный

Опубликовано: 22 декабря 2012 в 13:45 | Print

Пирометр, как прибор для измерения температуры известен давно, изначально замер производился по цвету раскаленного материала и сравнивался с эталонным рисунком. Развитие современных технологий позволило создать новые аппараты – инфракрасные. Пирометр инфракрасный является прибором, позволяющим бесконтактным и не разрушающим способом измерять температуру различных сред и тел. Принцип работы аппарата заключается в использовании электронного термометра, который принимает инфракрасное излучение и преобразует его в электрический сигнал.

Этот принцип позволяет получать более точные измерения довольно просто и быстро. В технической литературе такой прибор часто называют инфракрасным термометром. Его изобретение в конце ушедшего столетия позволило успешно заменить датчики температуры и термометры, которые по ряду причин невозможно использовать в технологических процессах.

С выпуском инфракрасных пирометров стал возможным температурный контроль в раскаленных и опасных зонах, в труднодоступных местах и движущихся телах.

Инфракрасные пирометры выпускают двух типов: стационарные и портативные (переносные). Их применение гарантирует безопасный мониторинг технологических процессов и возможность получить точные и объективные данные. Область применения аппаратов обширна. Их используют при измерении температуры твердой поверхности, жидкости и газообразного вещества в разных сферах и областях. Для визуального просмотра и обобщения, данных все сведения можно вывести на компьютер.

Замер температуры в средах опасных для здоровья, в недоступных местах, диагностика оборудования, поиск горячих и холодных точек на объекте – вот далеко не полный перечень возможных работ с помощью такого прибора. Сегодня трудно представить работу промышленных и энергетических объектов, жилищно-коммунального хозяйства и даже торговли без применения инфракрасных пирометров.

Применение инфракрасных пирометров имеет преимущество перед другими приборами в возможности проводить измерения без сбоя технологического процесса и остановки производства. Моментальные измерения температуры работающего оборудования и его своевременная профилактика способствуют повышению производительности труда. Использование такой аппаратуры даже с точки зрения безопасности очевидна, ведь дистанционно измеряя температуру человек уже не боится получить ожог или травму. Многие приборы для удобства в работе комплектуются лазерным указателем.

Мнение авторов статей может не совпадать с позицией редакции.

Обнаружили орфографическую ошибку? Выделите её мышкой и нажмите Ctrl+Enter

Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам услуги, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере. Нажимая СОГЛАСЕН, Вы подтверждаете, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.

Подробнее об использовании cookie.

Инфракрасные термометры и портативные пирометры фирмы Optris GmbH

Выполняющие точные измерения инфракрасные термометры и портативные пирометры от Optris особенно подходят для точного контроля температуры промышленных производственных процессов, в области исследований и разработок или функционального контроля различных устройств и установок. Просто найдите подходящий датчик температуры из следующих групп продукции!

Серия Compact: Небольшие и недорогие инфракрасные термометры

Вам нужна очень компактная головка датчика, которую можно легко интегрировать и в процессы при ограниченном пространстве? Или Вам нужны недорогие и одновременно надёжные инфракрасные термометры, которые позволят вам применить их в нескольких местах измерения? Тогда небольшие и недорогие пирометры серии Compact именно то, что вам нужно!

Серия High Performance: Высокоточные инфракрасные термометры с лазером

Если Вы предъявляете особые требования к устройствам измерения температуры, или Вам просто требуется точно определить точку измерения с помощью лазера, Вам нужны именно инфракрасные термометры серии High Performance.

 

Какой инфракрасный термометр выбрать?

Проще всего Вы сможете выбрать подходящий инфракрасный термометр для Вашего случая применения с помощью селектора пирометров, или в ходе индивидуальных переговоров без каких-либо обязательств с одним из наших инженеров-прикладников.

Если всё же вы сами хотели бы выбрать подходящий пирометр, прежде всего нужно определить свойство поверхности объекта измерения. При этом решающее значение играет коэффициент излучения ε. Имеются следующие диапазоны длин волн:

Инфракрасные термометры для неметаллических поверхностей: 8–14 мкм

 

Эта длина волны соответствует типу устройства LT. Вам требуется измерить температуру неметаллической поверхности, напр., пластмассы? Тогда вам нужны именно эти устройства.
Серия Compact: optris CS LT, optris CSmicro LT, optris CSmicro 2W LT, optris CX LT,optris CT LT, optris CTfast LT, optris CThot LT
Серия High Performance: optris CSlaser LT, optris CTlaser LT
Ручные термометры: optris P20 LT, optris MS LT

Инфракрасные термометры для измерения стекла: 5,0 мкм

Эта длина волны соответствует типу устройств G5 и позволяет надёжно измерять температуру стекла. Выберите один из следующих инфракрасных термометров.
Серия Compact: optris CT G5
Серия High Performance: optris CSlaser G5 HF, optris CTlaser G5

Инфракрасные термометры для металлов: 0,5–2,3 мкм

 

Пирометры с этим диапазоном длин волн отлично подходят для измерения жидких и твёрдых металлов. Просто выберите одно из следующих устройств.
Серия Compact: optris CSmicro 3M, optris CSmicro 2W 2M, optris CT 1M / 2M, optris CT 3M
Серия High Performance: optris CSlaser 2M, optris CTlaser 05M, optris CTlaser 1M / 2M, optris CTlaser 3M, optris CSvideo 2M, optris CTvideo 1M / 2M, optris CTvideo 3M,пирометр спектрального соотношения CTratio 1M
Ручные термометры: optris P20 1M / 2M, optris P20 05M

Инфракрасные термометры для специальных случаев применения: 2,3–7,9 мкм

Вместе со стандартными измерениями периодически необходимо проводить измерения и необычного характера. На этот случай фирма Optris предлагает следующие пирометры:

Пирометры для измерения температуры плёнки

С длиной волны 7,9 мкм эти инфракрасные термометры типа устройств P7 превосходно подходят для измерения температуры тонких полимерных материалов, напр., полиэтилентерефталата, полиуретана, политетрафторэтилена или полиамида.
Серия Compact: optris CT P7
Серия High Performance: optris CTlaser P7

Пирометры для измерения температуры газообразных продуктов сгорания

Обладая спектральным диапазоном 4,24 мкм и 4,64 мкм, инфракрасные термометры типа устройств F2 и F6 наилучшим образом подходят для измерения температуры продуктов сгорания CO2  и CO.
Серия High Performance: optris CTlaser F2, optris CTlaser F6

 Пирометры для измерения температуры сквозь пламя

Очень трудно измерять температуру заготовок в печах, поскольку окружающее со всех сторон пламя сильно искажает результаты измерений. Решение предлагает инфракрасный термометр со спектральным диапазоном 3,9 мкм, который без проблем и точно измеряет температуру объектов сквозь пламя.
Серия High Performance: optris CTlaser MT

Пирометры для измерений температуры при применении лазера

Чтобы получить точные результаты измерений температуры при применении лазера, требуется наличие заграждающего фильтра от лазерного излучения. 
Серия High Performance: optris CT XL 3M

Как найти подходящую оптику для инфракрасного термометра?

Для получения точных результатов измерений необходима подходящая оптика, которая зависит от размера объекта измерения и расстояния между объектом измерения и пирометром. Проще всего определить подходящую оптику для требуемого термометра можно с помощью калькулятора пятна измерения для пирометров.

Бесконтактные инфракрасные термометры и ИК-пирометры

Наш широкий ассортимент инфракрасных термометров позволяет измерять и контролировать температуру в режиме онлайн. Инновационные, гибкие решения, настраиваемые для различных процессов и специализированных приложений.

• СПОТ

  SPOT — это семейство полнофункциональных высокопроизводительных пирометров для фиксированных бесконтактных точечных инфракрасных измерений температуры. Доступны в диапазоне рабочих длин волн, температурных диапазонов и технологических требований.

  Продолжайте читать

• SPOT AL — Пирометр для производства и обработки алюминия

  Усовершенствованный бесконтактный инфракрасный пирометр, обеспечивающий решения с одним датчиком для производства и переработки алюминия.

  Продолжайте читать

• SPOT GS — оцинкованная и отожженная полоса

  Усовершенствованный бесконтактный точечный инфракрасный пирометр, специально разработанный для непрерывного высокоточного измерения температуры стальной полосы с покрытием во время цинкования и цинкования.

  Продолжайте читать

• Привод SPOT

  Привод SPOT обеспечивает дистанционно управляемое выравнивание цели пирометра SPOT для промышленных применений.

  Продолжайте читать

• Система 4

  Высокоточные одноточечные пирометры обеспечивают исключительную гибкость в широком диапазоне температур, рабочих длин волн и приложений.

  Продолжайте читать

• Автоматическая заливка

  Неразрушающая пирометрическая система, разработанная специально для измерения температуры жидких металлов в литейном производстве, в процессе заливки в формы и отливки.

  Продолжайте читать

• ООН

  Серия надежных, недорогих автономных датчиков температуры, оптимизированных для OEM-производителей, проектировщиков установок и операторов технологических процессов.

  Продолжайте читать

• СОЛОнет

  Гибкие цифровые инфракрасные термометры с поддержкой веб-браузера, настраиваемые для широкого спектра приложений управления технологическими процессами в производстве и промышленности.

  Продолжайте читать

• РТ8Б

  Высокоточный бесконтактный инфракрасный термометр, предназначенный для измерения различных технологических параметров на заводах по производству дорожного камня и стекла, а также в других сложных технологических процессах с низкими температурами.

  Продолжайте читать

• IQ

  Серия компактных, прочных промышленных термометров, предназначенных для использования в системах управления технологическими процессами при высоких температурах (только для продажи в Америке, Китае и Индии).

  Продолжайте читать

• СПРИНТ 8

  Компактный прочный бесконтактный термометр, предназначенный для промышленных процессов с более низкими температурами (доступен только в Америке).

  Продолжайте читать

• Температура печного газа — CDB

  Усовершенствованный бесконтактный инфракрасный термометр, предназначенный для измерения температуры газа в котлах и мусоросжигательных печах.

  Продолжайте читать

• DTT — вытяжная башня

  Коротковолновый инфракрасный термометр, обеспечивающий точное и стабильное измерение температуры для управления башенными печами для вытягивания оптического волокна.

  Продолжайте читать

• FG — стеклянная камера сгорания

  Простой оптоволоконный двухпроводной термометр с питанием от контура с выходным сигналом от 4 до 20 мА. Специально разработан для улучшения управления технологическим процессом в стекольной промышленности.

  Продолжайте читать

• FLT5B — плавающая линия

  Точные и гибкие измерения инфракрасным термометром для измерения температуры поверхности стекла в ванне олова и печи отжига на флоат-линиях.

  Продолжайте читать

• SP — Распылительная камера

  Волоконно-оптическая система инфракрасных термометров, специально разработанная для измерения температуры в агрессивной среде распылительной камеры МНЛЗ.

  Продолжайте читать

Как выбрать и использовать инфракрасные термометры

Портативные инфракрасные (ИК) термометры используются во многих отраслях промышленности и рабочих средах для быстрого измерения температуры поверхности на безопасном расстоянии. Повышенная температура может быть первым признаком неисправности механического оборудования, электрических цепей и систем здания. Быстрая проверка температуры ключевых компонентов может выявить потенциальные проблемные зоны и предотвратить катастрофические отказы. В этой статье будут обсуждаться основы инфракрасного излучения, а также два важных понятия, которые следует понимать при выборе и использовании инфракрасного термометра: отношение D:S и коэффициент излучения.

Инфракрасное излучение и электромагнитный спектр

Инфракрасное излучение — это один из видов излучения в электромагнитном спектре. Другие типы электромагнитного излучения включают микроволны, рентгеновские лучи и видимый свет.

Мы не можем видеть инфракрасное излучение — его длина волны немного больше, чем наши глаза воспринимают его как видимый свет, — но мы ощущаем его на коже как ощущение тепла.

Как инфракрасное излучение используется для определения температуры?

Как и видимый свет, инфракрасная энергия может фокусироваться, отражаться и поглощаться. В портативных ИК-термометрах используется линза для фокусировки инфракрасной энергии от объекта на датчик, который ее измеряет, обычно это термобатарея. Датчик поглощает инфракрасное излучение и преобразует его в электрический сигнал, при этом более интенсивное излучение создает более сильный сигнал. ИК-термометр обрабатывает этот сигнал, чтобы выдать показания температуры.

Что такое коэффициент излучения?

Все излучает инфракрасную энергию, но некоторые вещи излучают ее более эффективно, чем другие. Излучательная способность является мерой этой эффективности, и измерение выражается в диапазоне от 0 до 1. Как правило, отражающие или блестящие поверхности имеют более низкую излучательную способность, чем другие поверхности. Важно понимать коэффициент излучения, особенно если вы будете проводить измерения с блестящих или отражающих поверхностей. Несоблюдение этого требования может привести к неверным показаниям температуры.

Простейшие ИК-термометры предназначены для проведения точных измерений с поверхностей, имеющих коэффициент излучения приблизительно 0,95. По данным производителя испытательного оборудования Fluke, большинство органических, окисленных или окрашенных поверхностей имеют коэффициент излучения, близкий к этому значению. Однако отражающие поверхности имеют гораздо более низкий коэффициент излучения, а это означает, что ИК-термометры с фиксированным коэффициентом излучения не могут точно измерять их температуру напрямую. Полированный алюминий, например, имеет коэффициент излучения около 0,05.

Одним из способов более точного измерения температуры отражающих поверхностей является использование ИК-термометра с регулируемым коэффициентом излучения. Они могут варьироваться от простых «высоких, средних и низких» настроек до полностью регулируемых настроек. Обратитесь к руководству по эксплуатации вашего устройства, чтобы узнать рекомендуемые производителем настройки коэффициента излучения для конкретных материалов.

Еще один способ провести более точные измерения на блестящих поверхностях — прикрепить к поверхности кусок плоской черной неотражающей ленты или участок высокотемпературной краски и снять показания с этой неблестящей области после того, как она будет успел нагреться.

Совет по выбору: Если вы будете часто измерять температуру блестящих или отражающих поверхностей, вам, вероятно, следует рассмотреть возможность использования инфракрасного термометра с регулируемым коэффициентом излучения.

Использование инфракрасного термометра: понимание поля зрения и отношения D:S

Поскольку в инфракрасном термометре используется оптическая система с линзой для фокусировки инфракрасной энергии, область, из которой фокусируется эта энергия, иногда называют полем зрения термометра. Посмотреть. Поле зрения также иногда называют пятном. Чтобы получить наилучшие результаты от инфракрасного термометра, вам необходимо понять его поле зрения.

Поле зрения расширяется по мере увеличения расстояния между ИК-измерительным устройством и измеряемой им поверхностью. Ориентация прибора на измеряемую поверхность также влияет на поле зрения. Чтобы получить максимально узкое поле зрения, держите устройство перпендикулярно или под углом 9Угол 0° к измеряемой поверхности.

Чтобы правильно использовать ИК-термометр, важно помнить, что ИК-термометр измеряет среднюю температуру по всему полю зрения . Когда поверхность не заполняет поле зрения прибора, прибор не сможет хорошо измерить ее температуру, потому что его показания будут также включать температуру предметов, которые находятся рядом с поверхностью или за ней.

Чтобы определить размер поля зрения ИК-термометра на заданном расстоянии, вы можете использовать отношение расстояния до точки (D:S), также иногда называемое отношением расстояния до цели (DTR). Соотношение D:S связано со сложностью оптической системы прибора и может варьироваться от 1:1 на недорогих инфракрасных термометрах до 60:1 и выше на высококлассных приборах.

На приведенной ниже диаграмме показаны примеры диаметра поля зрения для различных соотношений D:S на разных расстояниях измерения.

Как соотношение D:S влияет на диаметр поля зрения (FOV)

Отношение D:S	Приблизительный диаметр поля зрения, когда цель находится на расстоянии 1 фута	Приблизительный диаметр поля зрения, когда цель находится на расстоянии 3 фута	Приблизительный диаметр поля зрения, когда цель находится на расстоянии 5 футов
1:1	12 в	36 в	60 в
6:1	2 в	6 в	10 в
12:1	1 из	3 в	5 в
60:1	0,2 ​​дюйма	0,6 дюйма	1 из

Инфракрасные термометры с высоким отношением D:S, например 60:1, позволяют измерять меньшие площади с большего расстояния. Поскольку поле зрения устройства с соотношением D:S 1:1 расширяется очень быстро по мере удаления от объекта, производители обычно рекомендуют использовать их на как можно более близком расстоянии.

Совет по выбору: При выборе ИК-термометра подумайте о том, как далеко вы должны находиться от измеряемых объектов и насколько они малы. Чем меньше и дальше цель, тем более высокое отношение D:S вам потребуется.

Лазерная система наведения

Большинство ИК-термометров оснащены лазерными указателями, помогающими наводить измерения. Простейшей из этих систем наведения является одиночный лазер, который указывает приблизительно на центр поля зрения.

Инфракрасные термометры с более сложными системами наведения используют два или более лазера для индикации полного размера поля зрения на измеряемом расстоянии, что может избавить вас от необходимости оценивать его размер на лету с помощью отношения D:S. Прибор с двумя или несколькими лазерами может быть легче правильно использовать, особенно для неопытного оператора.

Другие причины неправильных показаний

Как описано выше, для получения точных измерений необходимо помнить о двух наиболее важных вещах: поле зрения (соотношение D:S) и коэффициент излучения. Тем не менее, есть несколько других вещей, которые потенциально могут повлиять на результаты:

• Пар, дым, туман, иней и пыль в воздухе могут отклонить часть инфракрасной энергии объекта до того, как она достигнет термометра.
• Грязная или поврежденная линза ИК-термометра может помешать его способности фокусировать инфракрасное излучение.
• Инфракрасному термометру, хранившемуся в помещении с более высокой или низкой температурой, чем окружающая среда, в которой он используется, может потребоваться некоторое время, чтобы нагреться до получения точных показаний.
• Сильные радиочастотные (РЧ) помехи могут влиять на показания инфракрасной температуры.

Температурный диапазон

ИК-термометры имеют максимальную температуру от нескольких сотен до нескольких тысяч градусов по Фаренгейту. Производители обычно описывают точность измерения температуры как в относительных и абсолютные значения. Например, один термометр может иметь точность в пределах 3°F 90 180 или 90 181 3%, в зависимости от того, что больше. Это означает, что при очень высоких температурах точность снижается в абсолютном выражении, но на практике разница, скажем, в 30° F несущественна, когда измеренная температура составляет 1000° F.

Совет по выбору: Три наиболее важных Факторами, которые следует учитывать при выборе ИК-термометра, являются диапазон температур, соотношение D:S и коэффициент излучения.

Клинические бесконтактные инфракрасные термометры

Клинические бесконтактные инфракрасные термометры (также называемые медицинскими бесконтактными термометрами) работают по тем же основным принципам, что и промышленные ИК-термометры, но имеют специальную конструкцию, позволяющую производить точные измерения. температуры тела.

Клинические бесконтактные ИК-термометры считаются медицинскими приборами и обычно должны быть одобрены для продажи Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Однако во время пандемии COVID-19пандемии FDA временно ослабило это ограничение, чтобы предотвратить нехватку этих устройств.

Чем клинические инфракрасные термометры отличаются от промышленных инфракрасных термометров?

Вот некоторые из важных различий между инфракрасными термометрами, предназначенными для измерения температуры тела, и промышленными ИК-термометрами:

• Клинические бесконтактные ИК-термометры предназначены для проведения высокоточных измерений в очень узком диапазоне температур (также известном как «биологический диапазон»). Для сравнения, промышленные ИК-термометры предназначены для чуть менее точных измерений в огромном диапазоне температур.
• Клинические бесконтактные ИК-термометры предназначены для использования только на близком расстоянии, обычно от двух до шести дюймов. Проверьте в руководстве по эксплуатации правильное расстояние для вашего конкретного устройства.

Кроме того, клинические бесконтактные ИК-термометры имеют функцию компенсации ожидаемой разницы между температурой кожи и внутренней температурой тела.