Принцип работы лазерного термометра. Принцип работы и особенности лазерного термометра: полное руководство — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает лазерный термометр. Какие бывают виды инфракрасных термометров. Каковы преимущества и недостатки бесконтактных измерителей температуры. Где применяются пирометры.

Содержание

Принцип действия лазерного термометра

Лазерный термометр, также называемый инфракрасным термометром или пирометром, измеряет температуру объектов бесконтактным способом. Его принцип работы основан на регистрации теплового (инфракрасного) излучения, испускаемого нагретыми телами.

Ключевые компоненты лазерного термометра:

Оптическая система для фокусировки ИК-излучения
ИК-датчик для преобразования теплового излучения в электрический сигнал
Электронная схема обработки сигнала и расчета температуры
Лазерный указатель для прицеливания (не участвует в измерении)
Дисплей для отображения результата

Последовательность измерения температуры лазерным термометром:

Нацеливание прибора на объект с помощью лазерного указателя
Фокусировка ИК-излучения объекта на датчик оптической системой

Преобразование ИК-излучения в электрический сигнал датчиком
Обработка сигнала и расчет температуры электронной схемой
Вывод результата на дисплей прибора

Важно понимать, что лазерный луч используется только для прицеливания и не участвует в измерении. Сам термометр не излучает никаких волн, а только принимает естественное тепловое излучение от объектов.

Виды и классификация инфракрасных термометров

Инфракрасные термометры можно классифицировать по нескольким параметрам:

По методу измерения:

Оптические пирометры — сравнивают яркость объекта с эталонным источником
Радиационные пирометры — измеряют интенсивность ИК-излучения
Цветовые пирометры — анализируют спектр излучения в нескольких диапазонах

По типу прицеливания:

С лазерным указателем — для точного наведения на объект

С оптическим прицелом — для измерений на больших расстояниях

По диапазону измеряемых температур:

Низкотемпературные: от -50°C
Высокотемпературные: до +3000°C и выше

По возможности настройки коэффициента излучения:

С фиксированным коэффициентом (обычно 0.95)
С регулируемым коэффициентом (0.1-1.0)

По мобильности:

Портативные — для использования в быту и мобильных измерений
Стационарные — для промышленного применения

Основные характеристики лазерных термометров

При выборе инфракрасного термометра следует обратить внимание на следующие характеристики:

Диапазон измеряемых температур — обычно от -50°C до +500°C для бытовых моделей
Погрешность измерений — типично ±1.5% или ±2°C
Оптическое разрешение — соотношение расстояния к диаметру пятна измерения (D:S)
Время отклика — скорость получения результата, обычно менее 1 секунды

Настройка коэффициента излучения — для корректных измерений разных материалов
Дополнительные функции — память, подсветка дисплея, звуковая сигнализация и т.д.

Оптическое разрешение является важной характеристикой, определяющей размер области измерения на заданном расстоянии. Например, разрешение 12:1 означает, что на расстоянии 120 см размер измеряемого пятна составит 10 см в диаметре.

Преимущества и недостатки бесконтактных термометров

Лазерные инфракрасные термометры имеют ряд преимуществ по сравнению с контактными измерителями:

Безопасность измерений горячих, движущихся или труднодоступных объектов
Высокая скорость измерения — менее секунды
Отсутствие влияния на измеряемый объект
Возможность измерения температуры мелких объектов
Удобство и простота использования

Однако у них есть и некоторые недостатки:

Зависимость точности от настройки коэффициента излучения
Сложность измерения температуры блестящих и прозрачных поверхностей
Влияние окружающей среды на результаты измерений
Более высокая стоимость по сравнению с контактными термометрами

Области применения инфракрасных термометров

Благодаря своим преимуществам, лазерные термометры нашли широкое применение во многих сферах:

Промышленность — контроль технологических процессов, диагностика оборудования
Строительство — выявление теплопотерь, проверка теплоизоляции
Энергетика — обслуживание электрических сетей и подстанций
Пищевая промышленность — контроль температуры продуктов и оборудования
Медицина — скрининг температуры тела
Автомобильная промышленность — диагностика двигателей и систем
Системы отопления и кондиционирования — настройка и обслуживание
Научные исследования — изучение тепловых процессов

Как правильно пользоваться лазерным термометром

Для получения точных результатов при использовании инфракрасного термометра следует соблюдать несколько правил:

Учитывайте оптическое разрешение прибора и измеряйте с оптимального расстояния
Правильно настраивайте коэффициент излучения для разных материалов
Избегайте измерений блестящих и прозрачных поверхностей
Учитывайте влияние окружающей среды (температура, влажность, запыленность)
Держите прибор перпендикулярно измеряемой поверхности
Дайте прибору адаптироваться при резкой смене температуры окружения
Регулярно проводите калибровку и проверку точности термометра

Мифы и заблуждения о лазерных термометрах

Существует несколько распространенных мифов о бесконтактных термометрах:

Миф: Лазерный термометр измеряет температуру лазером
Факт: Лазер используется только для прицеливания, измерение производится ИК-датчиком

Миф: Инфракрасные термометры всегда точнее контактных
Факт: Точность зависит от правильности использования и настройки прибора

Миф: Бесконтактные термометры опасны для здоровья
Факт: Они только принимают естественное тепловое излучение и безопасны

Миф: Инфракрасные термометры могут измерять температуру через стекло
Факт: Стекло непрозрачно для ИК-лучей, измерение будет некорректным

Сравнение лазерных и контактных термометров

Сравним основные характеристики бесконтактных и контактных термометров:

Характеристика	Лазерный термометр	Контактный термометр
Скорость измерения	Менее 1 секунды	От нескольких секунд до минут
Диапазон температур	От -50°C до +3000°C	От -200°C до +1600°C
Точность	±1-2% или ±1-2°C	±0.1-1°C
Безопасность измерений	Высокая	Ограниченная
Влияние на объект	Отсутствует	Возможно
Стоимость	Выше	Ниже

Выбор между лазерным и контактным термометром зависит от конкретных задач и условий измерений. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки.

Заключение

Лазерные инфракрасные термометры являются мощным и удобным инструментом для бесконтактного измерения температуры. Понимание принципов их работы, правильное использование и учет особенностей позволяют получать точные результаты в широком спектре применений — от бытовых задач до промышленных процессов.

При выборе и использовании лазерного термометра важно учитывать его технические характеристики, особенности измеряемых объектов и условия окружающей среды. Это поможет избежать ошибок измерений и максимально эффективно использовать возможности данного прибора.

принцип действия. Лазерный дистанционный термометр (фото)

Измерение температуры может быть контактным и дистанционным. Наиболее распространены термопары, резисторные датчики и термометры, которые нуждаются в соприкосновении с объектом, т. к. измеряют свою собственную температуру. Делают они это медленно, но стоят недорого.

Бесконтактные датчики измеряют ИК-излучение объекта, дают быстрый результат, и обычно используются для определения температуры движущихся и нестационарных тел, находящихся в вакууме и недоступных по причине агрессивности среды, особенностей формы или угрозы безопасности. Цена таких устройств относительно высока, хотя в некоторых случаях сравнима с контактными приборами.

Монохромная термометрия

Монохромный способ определения суммарной энергетической яркости использует заданную длину волны. Реализации варьируются от ручных зондов с простым дистанционным измерением до сложных переносных устройств, позволяющих одновременно наблюдать объект и его температуру с занесением показаний в память прибора или их распечаткой. Стационарные датчики представлены как простыми небольшими детекторами с удалённым расположением электроники, так и высокопрочными устройствами с дистанционным PID-управлением. Волоконная оптика, лазерное прицеливание, водяное охлаждение, наличие дисплея и сканера – опциональные варианты мониторинга технологических процессов и систем управления.

Конфигурация, спектральная фильтрация, диапазон рабочих температур, оптика, время отклика и яркость объекта являются важными элементами, влияющими на производительность и должны быть тщательно рассмотрены в процессе отбора.

Датчик может быть как простым двухпроводным, так и сложным износоустойчивым высокочувствительным устройством.

Выбор спектрального отклика и диапазона рабочих температур связан с конкретными задачами измерения. Короткие длины волн предназначены для высоких температур и длинные – для низких. Если объекты прозрачны, например, пластмассы и стёкла, то необходима узковолновая фильтрация. Полоса поглощения CH полиэтиленовой плёнки равна 3,43 мкм. Выделение спектра в этом диапазоне упрощает вычисление коэффициента излучения. Точно так же стеклоподобные материалы становятся непрозрачными при длине волны 4,6 мкм, что позволяет точно определить температуру поверхности стекла. Область излучения 1-4 мкм даёт возможность производить замер через смотровые отверстия вакуумных и барокамер. Альтернативный вариант – использование волоконно-оптического кабеля.

Оптика и время отклика в большинстве случаев несущественны, так как поле зрения размером 3 см на расстоянии 50 см и время отклика менее 1 с является достаточным. Для небольшого или быстро перемещающегося прерывистого объекта возникает необходимость в небольшом (3 мм в диаметре) или ещё меньшем (0,75 мм) пятне измерений. Дальнее прицеливание (3-300 м) требует оптического регулирования, так как стандартное поле зрения прибора становится слишком большим. В некоторых случаях для этого используется метод двухволновой радиометрии. Оптоволокно позволяет дистанцировать электронику от агрессивных сред, устранить влияние помех и решить проблему доступа.

Лазерный термометр в основном имеет регулируемое в диапазоне 0,2-5,0 с время ответа. Быстрый отклик может повысить уровень шума сигнала, а медленный влияет на чувствительность. При индукционном нагреве необходима мгновенная реакция, а для конвейера – более медленный отклик.

Монохромная ИК-термометрия проста и используется в случаях, когда для создания высококачественной продукции контроль температуры крайне важен.

Двухволновая термометрия

Для более сложных задач, где абсолютная точность измерений имеет решающее значение, и где продукт подвергается физическому или химическому воздействию, применяется двух- и многоволновая радиотермометрия. Концепция появилась в начале 1950 годов, а последние изменения в конструкции и аппаратном обеспечении повысили её производительность и снизили себестоимость.

Метод заключается в измерении спектральной плотности энергии на двух различных длинах волн. Температура объекта может быть считана непосредственно из прибора, если излучательная способность одинакова для каждой длины волны. Показания будут верными, даже если поле зрения частично перекрыто относительно холодными материалами, такими как пыль, проволочные экраны, и серые полупрозрачные окна. Теория метода проста. Если энергетическая яркость обоих длин волн одинакова (для серого тела), то коэффициент излучения сокращается и отношение становится пропорциональным температуре.

Двухволновой лазерный термометр применяется в промышленности и научных исследованиях как простой, уникальный датчик, способный сократить ошибку измерения.

Кроме того, созданы многоволновые термометры для материалов, не являющимися серыми телами, коэффициент поглощения которых изменяется с длиной волны. В этих случаях необходим подробный анализ поверхностных характеристик материала в отношении взаимосвязи этого коэффициента, длины волны, температуры и химического состава поверхности. При наличии этих данных можно создать алгоритмы расчёта зависимости спектрального излучения на различных длинах волн от температуры.

Правила оценки

Для оценки точности измерений пользователь должен знать следующее:

ИК-датчики по своей природе цвета не различают.
Если поверхность блестящая, то прибор установит не только испускаемую, но и отражённую энергию.
Если объект прозрачен, необходима ИК-фильтрация (например, стекло непрозрачно при 5 мкм).
В девяти из десяти случаев абсолютно точное измерение не требуется. Повторное снятие показаний и отсутствие смещения обеспечат необходимую точность. Когда энергетическая яркость изменяется и обработка данных затруднена, следует остановиться на двух- и многоволновой радиометрии.

Элементы конструкции

Термометр лазерный бесконтактный работает по принципу: ИК-энергия на входе в и сигнал на выходе. Базовая цепь устройства состоит из собирающей оптики, линз, спектральных фильтров, и детектора в качестве внешнего интерфейса. Динамическая обработка осуществляется по-разному, но её можно свести к усилению, термической стабилизации, линеаризации и преобразованию сигнала. Обычное оконное стекло используется при коротковолновом излучении, кварц для средних частот, и германий или сульфид цинка для диапазона 8-14 мкм, оптоволокно — при длинах волн 0,5-5,0 мкм.

Поле зрения

Лазерный дистанционный термометр характеризуется полем зрения (ПЗ) — размером пятна контроля температуры на заданном расстоянии. Изменение диаметра поля зрения прямо пропорционально изменению дистанции между термометром и объектом измерения. Его значение зависит от изготовителя и влияет на цену прибора. Существуют модели с ПЗ менее 1 мм для точечных измерений и с оптикой дальнего действия (7 см на удалении 9 м). Рабочее расстояние не влияет на точность показаний, если объект заполняет всё пятно измерения. При этом максимальная потеря сигнала не должна превышать 1%.

Прицеливание

Обычные ИК-термометры производят замеры без дополнительных приспособлений. Это допустимо для работы с объектами большого размера, например, бумажным полотном, где точечная точность не требуется. Для небольших или удалённых объектов используется луч лазера. Создано несколько вариантов лазерного прицеливания.

Луч со смещением от оптической оси. Простейшая модель применяется в устройствах с низким разрешением для больших объектов, т. к. вблизи отклонение слишком большое.
Коаксиальный луч. Не отклоняется от оптической оси. Центр измерительного пятна точно указывается на любом расстоянии.
Двойной лазер. Диаметр пятна маркируется двумя точками, что избавляет от необходимости угадывать или рассчитывать диаметр и не ведёт к ошибкам.
Круговой указатель со смещением. Показывает поле зрения, его размер и внешнюю границу.
3-точечный коаксиальный указатель. Луч разделяется на три яркие точки, расположенные на одной линии. Средняя точка обозначает центр пятна, а внешние отмечают его диаметр.

Прицеливание оказывает эффективную помощь при направлении термометра точно на объект измерения.

Фильтры

В термометрах используются коротковолновые фильтры для высокотемпературных измерений (> 500 °C) и длинноволновые фильтры для низких температур (-40 °С). Кремниевые детекторы, например, стойки к нагреванию, а небольшая длина волны снижает погрешность измерения. Другие селективные фильтры используются для пластиковой плёнки (3,43 мкм и 7,9 мкм), стекла (5,1 мкм) и пламени (3,8 мкм).

Датчики

Большинство датчиков либо фотоэлектрические, генерирующие напряжение при воздействии ИК-излучения, или фотопроводящие, т. е. изменяющие своё сопротивления под действием энергии источника. Они быстрые, высокочувствительные, обладают приемлемым температурным дрейфом, который может быть преодолён, например, термисторной схемой температурной компенсации, автоматической нуль-схемой, ограничением амплитуды и изотермической защитой.

В цепи ИК-термометра выходной сигнал детектора порядка 100-1000 мкВ подвергается тысячекратному усилению, регулируется, линеаризируется, и, в итоге, представляет собой линейный сигнал тока или напряжения. Его оптимальное значение 4-20 мА, что минимизирует внешние помехи. Этот сигнал может быть подан на порт RS-232 или на ПИД-регулятор, удалённый дисплей или записывающее устройство. Другие варианты использования сигнала:

включение/выключение сигнализации;
удержание пикового значения;
регулируемое время отклика;
в схеме выборки и хранения.

Быстродействие

Инфракрасный лазерный термометр в среднем обладает временем отклика порядка 300 мс, хотя при использовании кремниевых детекторов можно достичь значения 10 мс. Во многих инструментах время отклика изменяется для того, чтобы демпфировать входящий шум и регулировать их чувствительность. Не всегда необходимо минимальное время отклика. Например, при индукционном нагреве время должно быть в диапазоне 10-50 мс.

Характеристики лазерных термометров

Etekcity Lasergrip 630 – инфракрасный 2-лазерный термометр, цена $35,99. Характеристики:

диапазон температур -50 … +580 °C;
точность +/- 2%;
отношение расстояния к размеру пятна 16:1;
излучательная способность 0,1 – 1,0;
время отклика <500 мс;
разрешение 1 °C.

Лазерный термометр (фото) также информирует о наибольшей, наименьшей и средней температуре. Измерительное пятно смещено на 2 см ниже точки прицеливания. Лазерное наведение наиболее точно в месте пересечения лучей (36 см).

Amprobe IR-710 – инфракрасный лазерный термометр, цена $49,95. Характеристики:

диапазон температур -50 … +538 °C;
минимальный размер пятна 20 мм;
точность +/- 2%;
отношение расстояния к размеру пятна 12:1;
излучательная способность 0,95;
время отклика 500 мс;
разрешение 1 °C.

Данный лазерный термометр (фото), кроме текущей температуры, также индицирует её минимальное и максимальное значения.

Пирометр (бесконтактный ИК-термометр) с «лазерной подсветкой цели» 🙂

Опишу недавно приехавший с Gamesalor бесконтактный термометр с лазерным указанием точки измерений.

Цели данного обзора:
— освежить в памяти этот класс весьма полезных устройств;
— пройтись инфракрасным излучением по реперным точкам шкалы Цельсия;
— привести небольшое сравнение с контактным термометром;
— а так же, рассказать некоторые хитрости проведения измерений.

Обзор этого термометра уже был, весьма подробный с технической стороны, но лишённый изюминки в плане метрологии и сравнения с другими термометрами.

По поводу разницы в ценах: нижняя цена возможна при трюке в вишлистом (добавляем в вишлист, потом оттуда в корзину), верхняя — если сразу с витрины в корзину.

Освежим в памяти
Принцип действия прибора очень прост: фотодатчик прибора принимает инфракрасное излучение определённого спектра, отражаемое или излучаемое предметом на который направлен прибор.
Вопреки расхожему мнению — сам прибор ничего не излучает. Проверить это, кстати, очень просто — достаточно всего лишь направить прибор в сторону объектива мобильного телефона. Ввиду удешевления конструкции фотоаппараты мобильных телефонов не имеют ИК-фильтра. Пользуясь этой особенностью многие таким образом проверяют ИК-пульты от бытовой техники.
Все те кто говорит обратное — либо не понимают принцип работы, либо невнимательно читали инструкцию. В инструкции сказано «не направлять лазерный целеуказатель в глаза«.
Оптическое разрешение (или показатель визирования, или угол раскрыва приёмника) — это те самые цифры 12:1 (или угол раскрыва около пяти градусов) которые указаны на корпусе прибора. Эти цифры, кроме того что говорят о том какое «пятно» будет захвачено в область измерения, ещё и являются показателем области применения прибора.

Т.е. если я захочу померить температуру объекта, скажем с 5 метров, то этим объектом должна быть доменная печь или, по меньшей мере, печка-буржуйка, т.к. диаметр «пятна» будет 41.6см. Т.е. это прибор для измерений «малой дальности».
Кстати, насчёт того что написано на корпусе у меня какое-то неоднозначное ощущение: с одной стороны — это такое же как у автора предыдущего обзора — на полутора метрах диаметр пятна 13.2см. С другой стороны 150см/12=12.5см, т.е. не совпадает (хотя средняя цифра совпадает, но почему ж такая нелинейность тогда?). С третьей стороны 60″*2.54см = 152.4см (т.е примерно как раз полтора метра). Не знаю что имели ввиду китайцы — остаётся только гадать :))

Едем далее — реперные точки
Ноль градусов. Плошка с водой и льдом.
Когда в «пятно» попадает лёд — температура минусовая, если разогнать ледышки и направить на воду — получаем почти ноль.

Температура кипения.
На самой воде температура ниже, ввиду того что в «пятно» попадает пар, уже успевший немного остыть. Поэтому, обмеряю стенку кружки, предварительно дав воде покипеть около 5 минут.

Как видно — нет разницы куда направлен термометр — на эмалированую стенку кружки или на тёмный рисунок.

Но не всё так гладко. Существует такое понятие как «коэффициент излучения», он же степень черноты (относительно «абсолютно чёрного тела»).
Некоторые предметы этим термометром нельзя корректно «обмерить». Например кипящий и свистящий чайник из полированной нержавейки показывает всего 70-80 градусов.
Поэтому, такие предметы нужно «обмерять», например, на ручке (разумеется, если она из другого материала).
Получить разумную температуру на этом чайнике я смог только сняв свисток и направив измеритель внутрь — внутри чайника, из-за того что носик очень узкий (в отличие от кружки с широким «горлом») — пар просто не успевал остыть и температура получалась «правильной» — в диапазоне 99-101 градус.

Сравнение будет небольшое.
Ноль градусов в миске со льдом я элементарно не успел измерить, т.к. лёд растаял, а ещё порции уже не было.
С остатками льда контактный термометр-щуп показал 1.1 градус Цельсия.
Температуру кипения щуп показал 101.0 градус. Дна и стенок я не касался.

Возможно, 1 градус в плюс — это как раз и есть его погрешность.

Выводы
Считаю что бесконтактный термометр более точен (со своими оговорками) чем контактные китайские. И обеспечивает большую точность нежели заявленные плюс-минус два градуса или два процента (с оговоркой на блестящие, полированные и бликующие поверхности).

Лазерный измеритель температуры поверхности: описание, характеристики, принцип работы

Лазерный измеритель температуры поверхности является компактным пирометром, применяемым для исследования температуры поверхности предмета на небольшом расстоянии, без прямого контакта с исследуемым объектом. Прибор измеряет мощность электромагнитного излучения предмета. После все данные обрабатываются и результаты выводятся на цифровой экран.

Типы и классификация

Весь ассортимент электронной техники разнится по нескольким критериям.

По методике работы:

Оптические, которые работают в диапазоне ИК и видимого излучения.
- Яркостные. Они визуально определяют температуру, сопоставляя излучение предмета с излучением эталонной нити.
- Мультиспектральные (другие названия: спектрального отношения, цветовые). Приборы позволяют исследовать температуру объекта на основе результатов его теплового излучения в разных участках спектра.
Инфракрасные (радиометры). В основе этого лазерного измерителя температуры поверхности лежит метод радиационного контроля. Для точности наведения используется лазерный прицел.

По типу прицела:

Лазерные. Внутри в ИК-пирометрах встроен луч лазера для точного наведения на объект. Он также показывает реальный размер области измерения.
Оптические. Используется качественная оптика для изучения температуры объектов на большом расстоянии.

По температурному диапазону:

Высокотемпературные измеряют температуру +400°С и больше.
Низкотемпературные. Могут выполнять замеры отрицательных температур от -50°С.

По коэффициенту излучения:

Фиксированный коэффициент. Большая часть окружающих нас объектов имеет коэффициент излучения около 0,95. Это вода, керамика, продукты питания, дерево с глиной. В этом случае нет необходимости в дополнительной настройке пирометра.
Переменный коэффициент. Когда нужно измерить температуру металлической поверхности объекта, то важно вносить корректировку показателя коэффициента излучательной способности для достоверности исследования. Сам объект может быть сделан из пластмассы, но покрыт тонким слоем стали или алюминия.

По возможности транспортировки:

Стационарные. Применяются в различных отраслях промышленности.
Мобильные. Чаще всего нужны в быту, где важна мобильность прибора.

Технические характеристики

Лазерным измерителям температуры поверхности свойственны следующие характеристики:

Оптическое разрешение − 2 до 600 dpmm.
Рабочий диапазон − от -50 до +4000°С.
Погрешность − ± 1,5% от показаний или ± 2°C/± 4°F
Коэффициент излучения регулируется от 0,1 до 1,0.

В некоторых моделях оборудования есть дополнительные функции в виде сохранения измерений на внутреннюю память устройства, фиксации максимального и минимального показателя, переноса данных на ПК или флешку.

Устройство и принцип работы

Прибор определяет температуру без контакта с предметом. В основе лежит принцип исследования по тепловому излучению. Тепловой луч, взятый измерителем, фокусируется лазером или оптикой, попадая на датчик температуры. В итоге образуется электрический сигнал с результатом температуры анализируемого предмета.

Принцип работы лазерного измерителя температуры прост. Достаточно навести лазер на изучаемый объект на расстоянии до 3-х метров. Главное условие – поверхность предмета не должна быть отражающей или полностью прозрачной. Использовать дополнительные устройства для замеров температуры с данным прибором не требуется. При этом лазерный измеритель температуры поверхности не обладает никаким вредным излучением.

Область применения

Лазерные приборы имеют широкое применение:

В пищевой промышленности (для измерения температуры посуды, горячих блюд).
В сталелитейной отрасли, металлургии, машиностроении, где исключен контакт с расплавом.
Для проверки работоспособности электрооборудования (при проверке систем кондиционирования воздуха, вентиляции либо отопления).
Во время ремонта нефтяных и газовых трубопроводов.
В гражданском, промышленном, военном строительстве.
В тепло- и электроэнергетике.
При обслуживании подшипниковых элементов, ДВС, составляющих компьютерной системы.

Помимо этого, лазерные измерители температуры поверхности незаменимы при обследовании рефрижераторной техники, объектов инфраструктуры. Приобретают технику, исходя из намеченных задач. Измерительным оборудованием оснащают охранные и пожарные группы. Они важны для оценки температуры хранения пищевых продуктов и медпрепаратов.

Компания Laserliner занимается разработкой и производством лазерных измерителей. В ассортименте представлены многофункциональные, удобные и надежные приборы с минимальной погрешностью. Продуктовая линейка представлена бытовым OrangeLine и промышленным BlackLine лазерным оборудованием. Точность измерений находится на тщательном контроле. Вся техника обязательно тестируется на оптоэлектронном оборудовании (РЭО) для достижения максимального результата.

Статьи

Вся правда про бесконтактный градусник

Большинство из нас, особенно люди старшего поколения, достаточно консервативны. Все технологические новшества вызывают недоверие и, в частности, когда дело касается медицинской техники. Сразу такие новинки обрастают массой мифов и домыслов.

Несмотря на то, что автоматические тонометры доказали свою точность и уже десятки лет успешно продаются во всем мире, многие наши соотечественники до сих пор по старинке измеряют АД механическими приборами. Сейчас еще одно максимально удобное устройство подверглось остракизму – это бесконтактный градусник. Чего только не услышишь о нем – и то, что он распространяет вредное излучение, и не дает точный результат, и быстро выходит из строя. Проанализировав мнения специалистов и основываясь на проведенных исследованиях, развеем основные мифы и узнаем все особенности бесконтактных градусников.

Принцип работы бесконтактных градусников

Сразу следует опровергнуть версию, которую выдвигают некоторые далекие от физики и медицины «всезнайки», что бесконтактный градусник имеет вредное излучения. Это абсолютный абсурд поскольку сам термометр вообще ничего не излучает. Достаточно понять принцип его работы. Тепловое инфракрасное излучение выделяет сам человек, а может ли это навредить здоровью? Конечно нет! Встроенный в устройство лазер выполняет функцию целеуказания. Градусник в свою очередь, благодаря чувствительному датчику, улавливает и определяет интенсивность теплового излучения, идущего от тела человека и преобразует в цифровые показания температуры. Технологическими затратами на создание такого датчика объясняется высокая цена данного устройства в сравнении с обычными электронными и тем более ртутными термометрами. Подводя итог сказанному, делаем основной вывод – тепловая энергия, которая по сути и является инфракрасным излучением, исходящим от человека, априори не может быть опасной. Если говорить в целом об инфракрасном излучении, то оно может иметь разную длину волны и широко применяется во многих лечебных приборах.

Насколько точны бесконтактные градусники

Еще одно заблуждение, что инфракрасный градусник не точный. Чтобы убедиться насколько это неверно, достаточно поговорить с работниками сервисных центров. Проверяя термометры, которые пользователи приносят в ремонт, жалуясь на некорректность показаний, практически все они, за редким исключением, оказывались исправными, а при тестировании давали точный результат. Причины тому, что при эксплуатации пользователем получались некорректные данные, просты:

Несоблюдение инструкции;
Неправильное измерение;
Несвоевременная замена батареек.

Не вдаваясь в технические тонкости, приведем лишь один важный аргумент. Вся медицинская техника, прежде чем попасть на прилавки, проходит многочисленные клинические испытания и дорогостоящие процедуры сертификации. Ни один производитель не будет рисковать своей репутацией, деньгами, бизнесом и выпускать на рынок заведомо некачественное оборудование. Такие товары должны соответствовать строгим международным стандартам, а не имея всех этих подтверждений ни одна аптека или магазин не возьмет такой товар на реализацию и не даст гарантию. Но любой производитель всегда подчеркивает – точность измерения напрямую зависит от соблюдения правил измерения. Не надо никакой самодеятельности, если в инструкции написано «удерживая кнопку, медленно перемещайте градусник в направлении лба и от него» — делать надо именно так и никак иначе! Тестирования и клинические испытания подтверждают, что погрешность таких термометров не превышает 0,3℃.

Преимущества бесконтактного градусника

Помимо критики, которую инфракрасные градусники получили в основном от людей, не соблюдающих инструкцию, они имеют массу позитивных отзывов, что неудивительно. Они имеют множество преимуществ, перечислим лишь основные из них:

Высокая скорость измерения. Процедура длится всего 1-2 сек, что является настоящим спасением для родителей, когда следует провести измерение ребенку;
Бесконтактный метод. Это позволяет проводить процедуру спящему ребенку. Кроме того, больной ребенок и так постоянно капризничает, его трудно заставить держать ртутный или электронный градусник под мышкой, не говоря уже про ректальное измерение. Именно такой тип термометров специалисты рекомендуют купить для новорожденных и маленьких детей;
Широкая область применения. Благодаря бесконтактному термометру дополнительно можно измерять температуру воздуха, окружающих объектов, например, пола в детской комнате, воды в ванночке, молочной смеси в бутылочке и пр.;
Абсолютная безопасность. Он не содержит ртути и других опасных веществ, способных при повреждении корпуса причинить вред здоровью;
Наличие дополнительных функций. Во многих моделях есть память, сохраняющая последние результаты измерений, а также подсветка, звуковой сигнал, цветовая индикация и др.;
Гигиеничность. Бесконтактный термометр не требует проведения дезинфекции после каждой процедуры, поэтому подходит для массового измерения в медучреждения, школах, детских садах.

Критерии выбора

При покупке следует учитывать следующие:

Место приобретения. Следует покупать градусник только в специализированных магазинах медтехники, на сайте Med-magazin.ua или в аптеках, где на товары есть сертификаты и гарантия;
Бренд. Доверяйте производителям, имеющим хорошую репутацию на рынке медицинской техники. Лидеры продаж и лучшие отзывы имеют термометры Omron, Medisana, B.Well, AND и др. Рекомендуется ознакомиться с отзывами и интернете;
Тип термометра. Инфракрасные термометры бывают лобные, ушные и бесконтактные. Принцип у них один, а отличие лишь в области, к которой следует подносить термометр;
Диапазон температур. В моделях, способных измерять температуру не только тела, а и окружающих предметов, диапазон измерения может быть 0°С-120°С;
Размер дисплея. Для пожилых и людей с ослабленным зрением важно, чтобы был большой экран и четкие цифры;
Дополнительные функции. Встроенная память, в зависимости от модели, запоминает до 50 результатов, что позволяет отслеживать динамику температуры за последнее время. Подсветка – помогает видеть результаты в темноте. Цветовая индикация – оттенки подсветки меняются в зависимости от температуры. Звуковой сигнал – оповещает о завершении измерения. Отключение подсветки и звука, чтобы не беспокоить спящего ребенка. Автоматическое отключения для экономии заряда.

Правила применения

Как измерять температуру бесконтактным градусником описано в инструкции, которая обязательно идет к конкретной модели. От правильности применения зависит точность результата. Для ушных устройств требуется вставить носик термометра в ухо, для лобных – прикоснуться ко лбу. Бесконтактные модели –универсальные, позволяют определять температуру любых поверхностей и частей тела, но придерживаясь инструкции. Есть несколько основных правил, для получения точных данных:

Проверить заряд батареек;
Очистить датчик термометра от загрязнений сухой мягкой тканью;
Участок кожи, где проводится измерение должно быть сухим и чистым;
Не проводить измерение вблизи обогревателя или вентилятора;
Включить прибор и следовать инструкции.

Дополнительные общие рекомендации

Следует принимать во внимание еще некоторые факторы:

Любое электронное устройство имеет погрешность, а бесконтактный термометр – это и есть оптика плюс электроника. В зависимости от модели погрешность может быть до 0,4 °С, хотя в обычно 0,1-0,2 °С. Таким образом в инструкции есть специальная шкала, позволяющая интерпретировать результаты и, например, температура 37°С считается нормальной;
Важно в какой области тела осуществляется измерение, если написано лоб – то прибор подносится именно к этому месту, а не к руке, ноге или подмышке, поскольку температура в разных областях тела на пару десятых градуса отличается;
Если в термометре предусмотрена возможность самостоятельной калибровки с помощью табло и кнопок, то требуется периодическая корректировка, поскольку разные условия применения могут отразиться на работе инфракрасного датчика;
Не следует проводить измерение на солнце или сразу, придя с мороза, поскольку градусник измеряет наружную температуру, а охлажденная или нагретая кожа исказит результат;
Не проводить измерение, если прибор был принесен с холодной улицы в помещение, подождать минимум 30 мин;
Соблюдать интервал между измерениями не менее 10-15 сек, это требования вязано со спецификой электроники.

При соблюдении правил применения бесконтактный градусник позволит контролировать здоровье без дискомфорта, нервов и затрат времени.

Фото из открытых источников

Инфракрасный термометр – прибор для умных людей. Часть 1

Температура является важнейшей физической величиной, для измерения которой придуманы многочисленные методы. В данной статье рассмотрен бесконтактный способ измерения температуры при помощи инфракрасного термометра MT4004.
С одной стороны, прибор очень прост в эксплуатации: наведи термометр на объект, нажми на кнопку – получишь результат, и твоя мечта осуществится! Так пела группа “Технология”.
Но что же ты не рад?

Все потому, что владелец термометра должен обладать некоторыми знаниями, чтобы правильно определять (но ещё лучше – сравнивать) температуру и умело использовать прибор. А термометр поможет уменьшить его расходы и даже спасти жизнь.
Об этих знаниях, практическом применении и тонкостях в работе с инфракрасным термометром рассказано в статье. Не обойдется без волнительного разбора прибора с изучением его внутренностей.

Можно ли проверить работоспособность пульта дистанционного управления при помощи термометра?
Считается, что пчелы и бабочки находят цветок по запаху или цвету. А как вам “тепловая” версия?
Как термометр поможет в уменьшении расхода топлива автомобиля?
Дуть или не дуть, чтобы остудить чай или суп (заявка на премию)?
Почему при кормлении ребенка берут кашу с края тарелки?
Как измерить среднюю температуру по больнице?
Измеряет ли пирометр температуру воздуха?
Как найти трубки (кабель) теплого пола?
Почему мы мёрзнем при ветре?

Змеи, кнопки и парадокс чайника

Если не брать в расчет различные виды производства с соблюдением технологических режимов, то абсолютное большинство людей точно знает лишь несколько значений температур: плавления льда, тела здорового человека, кипения воды.
Но даже эти знакомые всем цифры 0, 36,6 и 100 имеют отклонения. Температура тела в разных местах отличается, температура кипения воды зависит от атмосферного давления и т. д.
Температура всего остального нас волнует на уровне “жарко-холодно” и главное, чтобы она не выходила за привычные рамки.

Определить температуру на расстоянии человек может косвенным образом через органы слуха (зашипело), обоняния (сгорело) и зрения (убежало).
Но основной канал, это 16 000 тепловых рецепторов, разбросанных по всему телу, благодаря чему он чувствует тепловое излучение от Солнца, костра и батареи отопления.
Гремучие змеи имеют два рецептора, обладающих более высокой, чем у человека чувствительностью в инфракрасном диапазоне, что позволяет им охотиться в полной темноте.

Чтобы расширить свои возможности по дистанционному измерению температуры, человек изобрел инфракрасный термометр, одним из представителей которого является модель МТ4004, позволяющая производить быстрое измерение температуры поверхности.

Для проведения измерения необходимо нажать на кнопку включения “ON”, расположенную рядом с индикатором.
При кратковременном нажатии, термометр произведёт измерение и зафиксирует результат на 15 секунд – до отключения прибора, что удобно для определения температуры в труднодоступных местах. Перед отключением индикатор демонстрирует надпись “oFF”.
Если кнопку “ON” держать в нажатом состоянии, то термометр переходит в режим непрерывных измерений с частотой два раза в секунду. Выбранная скорость позволяет с легкостью считывать обновляемые показания.
Вообще у прибора две кнопки. Вторая – “C/F”, расположена с обратной стороны корпуса и скрыта в недрах прибора. Доступ к ней производится через отверстие в корпусе при помощи зубочистки или слегка заостренной спички. Кнопка позволяет отображать температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта. Для переключения режима отображения включают термометр кратковременным нажатием кнопки “ON”, и затем нажимают кнопку “C/F”. В нашей стране градусы Фаренгейта практически не используются.
Рабочий диапазон термометра -27,4… +428 градусов Фаренгейта (-33… +220 Цельсия), поэтому фильм “451 градус по Фаренгейту” снять не удалось. Для поджигателей бумаги прибор пишет ”Hi”, что означает превышение верхнего предела измерений.
На южном полюсе прибор напишет “Lo”.
В двух испытаниях встречалась надпись “Er2” – когда термометр полоснула струя воздуха температурой 650 градусов Цельсия и когда он слишком близко приблизился к огню газовой комфорки. Возможно, это был перегрев датчика. Логично, что должна существовать и надпись “Er1”, но мне она не показалась (может оно и к лучшему?).

Чайник, это не только характеристика начинающего специалиста. Этим словом также именуют емкость для нагрева воды.
Измерим температуру кипящего чайника. К сожалению, струя свистящего пара на фотографии не наблюдается, но она есть (как тот суслик, которого не видно). Из показаний прибора и зависимости температуры кипения от высоты можно подумать, что измерения производятся на высоте 22,5 км. Но на самом деле, все происходит гораздо ниже, так как виден оператор без скафандра.

Если этот же чайник использовать в походах, то в зависимости от степени его закопчености, при кипении воды температура корпуса возрастет до 95…98 градусов.
Что изменилось кроме сажи, появившейся на стенках сосуда?
Парадоксальное на первый взгляд явление объясняется просто. При одной и той же температуре различные поверхности излучают по-разному: одни сильнее, другие – слабее.

Изучение инфракрасного излучения и сложности его измерения

Радиация, это излучение, которое может быть ионизирующим, тогда для его измерения применяются дозиметры, которые будут рассмотрены позже. В сегодняшнем рассказе под радиацией понимается тепловое (инфракрасное) излучение, которое измеряется радиационным пирометром.

Хотя человечество использовало тепловое излучение гораздо раньше его открытия в 1800 году, интенсивное изучение инфракрасного диапазона электромагнитных волн началось именно с этого момента благодаря английскому астроному Уильяму Гершелю.

В диапазоне температур от абсолютного нуля (не включительно) до планковской, все тела испускают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.
По закону Стефана – Больцмана, полная объёмная плотность равновесного излучения и полная испускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени температуры.
Значит, измерив мощность излучения можно определить температуру поверхности.
Но кроме того, что чувствительный элемент радиационного термометра не работает во всём диапазоне излучения, имеется ряд других но…
1. В законе Стефана – Больцмана имеется ввиду общее количество излучаемой энергии. Распределение энергии по спектру излучения описывается в формуле Планка, сформулированной в 1900 году. Даже при одной температуре, излучение состоит из множества излучений, имеющих разную длину волн, но при этом в спектре имеется единственный максимум.
2. Положение максимума в спектре зависит от температуры объекта и определяется законом смещения Вина. Пример: в видимом диапазоне при нагреве металла он становится красным, а при повышении температуры область излучения “уходит” в область высоких частот, изменяя цвет до синего, что используют в своей работе кузнецы и термисты.
Выражение “довести до белого каления” означает – очень сильно разогреть. И нежелательно это делать с людьми.
Для нас важно то, что с изменением температуры объекта, мощность теплового излучения на рабочей частоте датчика (приемника) термометра изменяется, и это необходимо учитывать при измерениях, особенно для приборов с широким диапазоном измерения.
3. По закону излучения Кирхгофа, отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.
Обратите внимание на слова “при данной температуре”. Для разных температур этот коэффициент различен – даже у одного тела.
Черное тело поглощает все падающее на него излучение, следовательно, его коэффициент излучения также равен единице.
С точки зрения термодинамики все остальные реальные тела являются не черными, а серыми (даже в том случае, если для нас они кажутся черными или невидимыми) – они имеют способность к поглощению меньше единицы, а следовательно, коэффициент их излучения также меньше единицы.
На начальном изучении теплового излучения различных материалов, данный факт был продемонстрирован в 1804 году при помощи заполненного горячей водой полого куба Лесли, у которого вертикальные стенки покрыты слоем различных материалов: золота, серебра, меди и сажи. Сторона сажи (близка к черному телу) имеет мощность излучения намного больше, чем трех других.
В чайнике, который был показан выше, нет золота и серебра, но суть процессов аналогичная.

Питер ван Мушенбрук (автор первого конденсатора под названием “лейденская банка”) в 1731 году изобрел оптический пирометр, в котором температура объекта определялась по цвету и яркости.

В данном обзоре рассматривается радиационный термометр, в котором измеряется мощность (интенсивность) теплового излучения в одной полосе спектра излучения, на основании чего вычисляется значение температуры.
Также существуют пирометры спектрального отношения (цветовые), имеющие несколько приемников, работающих в разных частях спектра. Их принцип работы основан на зависимости энергетической яркости от температуры сразу в нескольких областях спектра.

Первый переносной пирометр появился в 1967 году. С тех пор происходит улучшение массогабаритных характеристик, точности измерений и возможностей.

Прибор и его разбор

40 грамм – таков результат взвешивания термометра, габаритные размеры которого 86,5х19,4х14,8 мм сравнимы с моим безымянным пальцем и лишь немного превышают размер элемента питания формата АА.

С одной стороны, для такой малютки масса достаточно большая, но металлический корпус, кроме красоты, солидности и крепости имеет другую важную функцию – позволяет прибору максимально быстро набрать температуру окружающей среды, что улучшает точность измерения.
Миниатюрный размер корпуса позволяет производить измерения в таких местах, куда доступ другим пирометрам затруднён или невозможен.

У людей большая масса определяется качественным питанием. А что питает инфракрасный термометр?
Батарея питания состоит из двух щелочных (марганцево-цинковых) элементов типа LR44, аналоги: L1154, A76, G13, (типоразмер 357) с напряжением 1,5 вольт и ёмкостью 150 мА·час.
С серебряно-цинковыми элементами типа V357, SR44, имеющими рабочее напряжение 1,55 вольт и ёмкость до 200 мА·час работа инфракрасного термометра не проверялась.
В качестве эксперимента, были испытаны воздушно-цинковые элементы питания ZA675 (PR44) с напряжением 1,4 вольта и ёмкостью 650 мА·час! При проверке напряжения обнаружилось, что только что приобретенный элемент, годный до июля 2017 года, вырабатывает всего лишь 1,01 вольта. Первая мысль была вернуть их продавцу, но пришла вторая, которая помогла найти интересный фильм. Про низкое напряжения в нём явно не сказано, но после отклейки защитной пленки, препятствующей поступлению воздуха, напряжение стало увеличиваться и через пару-тройку минут возросло до 1,4 вольта, что является нормой для данного типа элементов питания — интересный факт, малоизвестный широкой публике.

Элементы устанавливаются в отсек, доступ к которому открывается после откручивания хромированной крышки.
Маркировка элементов питания и правильная установка показаны на картинке внутри отсека.

На внутренней стороне крышки имеется серийный номер изделия. Номерная часть наклеена не на основную деталь прибора, но её наличие придает изделию солидность.

На корпусе прибора имеется обозначение “CE”, что подтверждает соответствие продукции европейским стандартам безопасности для человека, имущества и окружающей среды.

Изучение внутренностей корпуса приводит к мысли, что плату прибора можно извлечь только через батарейный отсек.
Попытка зацепить пластмассовую обойму, окружающую элемент питания Г-образной проволокой, не увенчалась успехом. Причина в том, что защитное стекло, закрывающее ЖК-индикатор прибора, установлено вровень с металлическим корпусом и препятствует началу движения.

На этом пластмассовом “стеклышке” видны боковые фиксаторы, поэтому возникла идея, что для разборки необходимо сковырнуть его наверх. Попытка реализовывалась при помощи тонкого канцелярского лезвия, затем (при появлении щели) обычного ножа, и в конце использовалась тонкая отвертка.
Результат операции: повреждено два лезвия канцелярского ножа (не жалко), сломан один фиксатор на стекле (жалко), на стекле появились царапинки (сильно жалко), термометр немножко потерял свой товарный вид (огорчительно). Именно поэтому разбор устройства желательно делать по окончанию всех экспериментов с фотографированием.
После того, как отвертка проникла между защитным стеклом и индикатором, противоположная стенка защитного стекла “провалилась” внутрь металлического корпуса… Стало понятно, что конструктором данного изделия использовано решение, которое заставляет им восхищаться (конструктором).
Разборка производится не просто, а гениально просто! Никаких приспособление не нужно, фиксация происходит за счёт пружинящих свойств пластмассовой гильзы и токосъёмника, приподнимающих защитное стекло в вырез смотрового окна.

Чтобы разобрать термометр МТ4004 необходимо:
1. извлечь элементы питания;
2. опустить резиновый толкатель кнопки ниже корпуса для облегчения последующего выталкивания;
3. надавить пальцем на защитное стекло индикатора так, чтобы оно опустилось ниже корпуса и вытолкнуть внутреннюю часть прибора через батарейный отсек.

После извлечения пластмассовой гильзы имеем следующую картинку, где в том числе видны воздушно-цинковые элементы питания с отверстиями для поступления воздуха, а также стеклышко с отломанным ушком.

Обратная сторона гильзы.
Контроллер выполнен в безвыводном исполнении и залит компаундом.
Плата покрыта лаком, нанесена бумажная маркировка на контроллер, а также обозначение маркером на плате.
Помимо мелочевки, из опознаваемых деталей имеются:
93C46V1 – микросхема последовательного EEPROM с организацией 64 регистра по 16 бит или 128 регистров по 8 бит, общая ёмкость 1 024 бит. Напряжение питания от 1,8 до 5,5 вольт. Программа в такой объём поместиться не может. Скорее всего, в ней записаны константы для калибровки конкретного датчика.
Прямоугольный конденсатор сравнительно большого размера с обозначением 104J63, что расшифровывается как 0,1мкФх63В.
Кнопка включения “ON”.
Один винт отсутствует, так как в обойме не предусмотрено место для его крепления.

Судя по внешнему виду, в качестве чувствительного элемента, в термометре использован аналоговый датчик, похожий на TPS333, работающий в диапазоне от 5 до 14 мкм (µm).

На другой стороне платы расположены: ЖК-индикатор, кварц на 32 768 Гц и кнопка “C/F” (её корпус выше. чем у кнопки “ON”).

К качеству пайки, сборке и монтажу претензий не имеется, всё выполнено на высоком уровне.

Во второй части ожидаются интересные эксперименты с использованием данного термометра.
Фотоальбом “Инфракрасный термометр” с многочисленными фотографиями, в том числе, и не вошедшими в обзор инфракрасного термометра.
Ссылка на страницу, где можно познакомиться с техническими характеристиками, различными способами применения и приобрести инфракрасный термометр МТ4004.

Продолжение статьи: «Дуть или не дуть, и другие опыты с инфракрасным термометром».

Бесконтактный термометр. Как устроен и работает?

Бесконтактный термометр или пирометр являются сегодня удобными приборам для дистанционного измерения температуры разнообразных объектов, жидкостей или твердых тел. Он широко применяются в теплоэнергетике для оперативного контроля температуры важных участков, в электроэнергетике — для обеспечения пожаробезопасности, в лабораторных условиях, на предприятиях, в строительстве для расчета теплопотерь, в быту, в охранных системах и много где еще.

Первый подобный прибор был изобретен в далеком 1731 году голландским физиком Питером ван Мушенбруком, и измерения производились визуально, можно было по цвету раскаленного тела судить о его температуре. Но современные типы пирометров сильно расширили область своего применения, и позволяют измерять даже температуры близкие к нулю градусов Цельсия и ниже. Однако принцип остался в целом тем же — измеряется мощность исходящего от объекта теплового излучения, и из этого делается заключение о его температуре. Измерения осуществляются в инфракрасном и видимом диапазоне спектра.

В 1967 году американская компания Wahl представила первый переносной пирометр, поскольку именно в 60-е годы были сделаны важнейшие научные открытия, положившие начало развитию направления создания промышленных пирометров, обладающих достаточно высокими характеристиками при небольших габаритах. Принцип на основе построения сравнительных параллелей, с применением инфракрасного приемника, способного определить количество излучаемой объектом тепловой энергии, позволил значительно расширить диапазон температурных измерений как для жидких, так и для твердых тел.

Применение пирометров, их различия

На данный момент пирометры очень популярны, и широко используются для бесконтактного измерения на расстоянии температуры объектов в быту, в сфере ЖКХ, на предприятиях, — везде, где требуется контроль за температурой различных процессов на этапах производства и в процессе работы многих устройств. Пирометры дают возможность безопасно измерить температуру даже раскаленного тела, без необходимости физически контактировать с ним.

Пирометры бывают оптическими, радиационными и цветовыми. Первые позволяют осуществить визуальное сравнение цвета нагретого тела с цветом эталонной нити, и таким образом определить его температуру. Радиационные пересчитывают мощность теплового излучения, и могут измерять довольно широкий спектр температур. Цветовые сравнивают тепловое излучение объекта в различных спектрах, и производят затем вычисление его температуры, такие пирометры также отличаются широким спектром измерения.

По типу исполнения бесконтактный термометр различают на переносной и стационарный. Последние используются на крупных промышленных предприятиях для очень точного и непрерывного контроля за технологическим процессом. Например при производстве расплавов пластиков и металлов. Переносные пирометры популярны в быту и в качестве портативных термометров на различных производствах. Они наглядно представляют информацию о температуре на дисплее в текстовом или графическом виде.

Устройство инфракрасного пирометра

Устройство и функционирование современного инфракрасного пирометра можно описать следующим образом. Тепловой луч, принятый прибором, фокусируется оптической системой, и затем попадает на датчик температуры (это первичный пирометрический преобразователь). На выходе пирометрического преобразователя получается в результате электрический сигнал, значение которого пропорционально значению температуры исследуемого объекта. Полученный от датчика сигнал проходит далее через электронный преобразователь (это вторичный пирометрический преобразователь), и попадает в измерительно-счетное устройство и в нем обрабатывается. Результат вычислений отображается на дисплее, в наиболее популярных моделях — в виде цифр.

Бесконтактный термометр

Так, для получения точного значения температуры поверхности исследуемого объекта, пользователю достаточно лишь включить прибор, навести его на исследуемый объект и нажать на пусковую кнопку. Результат измерения отобразится на дисплее в виде цифр или графически в виде разноцветного изображения. Спектрально области низких, средних и высоких температур будут выделены разными цветами.

Основные технические характеристики пирометров

оптическое разрешение (выпускаются модели с разрешением от 2:1 до 600:1)
измеряемый температурный диапазон ( максимальный — от -50° C до +4000° C )
разрешение измерения — типичные значения 0,1° C или 1° C
точность измерения (оптимальной считается ± 1,5%)
быстродействие (современные пирометры требуют не более 1 секунды)
коэффициент излучения — может быть настраиваемым или фиксированным
способ нацеливания — лазерный целеуказатель или оптическое наведение

Наиважнейшими параметрами пирометров являются настройка степени черноты объекта и оптическое разрешение (показатель визирования) прибора. Оптическое разрешение пирометра характеризуется отношением расстояния от пирометра до поверхности тела к диаметру круглого пятна на поверхности тела (область точного измерения температуры ограничена этим пятном ), температура которого измеряется.

Так, если требуются температурные измерения с небольшого расстояния, применяют пирометр с небольшим разрешением, например, 4:1. А если измерения планируется проводить с нескольких метров, то разрешение должно быть побольше, чтобы посторонние объекты не попали в поле зрения прибора. Зачастую пирометры оснащаются лазерным целеуказателем для более точного наведения прибора на исследуемый объект.

Степень черноты или коэффициент излучения материала характеризует отражающую способность самого материала, температура которого дистанционно измеряется пирометром. Для инфракрасного термометра, коими и являются популярные сегодня пирометры, данный показатель крайне важен. Он определяет отношение излучаемой исследуемой поверхностью энергии к энергии излучаемой абсолютно черным телом при той же температуре, и значение данного параметра лежит в диапазоне от 0 до 1. Так, окисленная сталь обладает степенью черноты 0,85, а полированная — 0,075.

На многих торговых интернет-площадках, да и в магазинах электроники, сегодня широко представлены портативные пирометры с лазерным нацеливанием. Они отлично подойдут для бытовых нужд, а также специальные медицинские пирометры на замену ртутным градусникам. Для промышленных же целей применяются более точные и более дорогие пирометры. Которые кроме прочего обладают вспомогательными средствами передачи информации и возможностью соединения с компьютером и специальными устройствами.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]