Принцип работы пирометра

Принцип действия пирометров

Прежде чем, углубляться в принцип действия такого прибора, как пирометр стоит определиться с его областью применения. Оказывается, что сфера использования приборов подобного рода весьма велика. К примеру, в быту пирометры можно использовать для фиксации температуры в морозильной камере, духовом шкафу, котлах центрального отопления и бытовых приборах. Также пирометры можно устанавливать в труднодоступных местах, где необходимо произвести замер температуры. В промышленности пирометры  применяются для контроля над температурным режимом изготавливаемой продукции и используемых материалов на всех этапах промышленного производства. Кроме этого, пирометры могут использоваться в сфере ЖКХ и даже в путешествиях. В сфере ЖКХ — это измерение отклонений параметров в системах вентиляции, отопления и водоснабжения, а в путешествиях — в качестве прибора для измерения температуры песка, воды в водоемах, поверхности вулканов и на других подобных природных объектах.

Что же касается самого принципа работы устройства, то он основан на определении значения излучаемой энергии, которая исходит от измеряемого объекта. Делать замеры с помощью пирометров очень просто, удобно и достаточно быстро. Измерения можно проводить с любого расстояния, которое ограничивается только лишь диаметром излучаемого тела и прозрачностью окружающей среды. Пирометры инфракрасного типа способны работать на основе детектора инфракрасных лучей. При этом температура измеряемого тела непосредственно будет оказывать влияние на спектр и интенсивность излучения. Также в зависимости от характеристик и будет изменяться температура объекта.

Устройство пирометра и особенности работы

Главным элементом конструкции пирометра считается детектор инфракрасного теплового излучения, интенсивность и спектр которого зависят от температуры поверхности измеряемого объекта. В устройстве встроенная электронная система измерения фиксирует данные и отображает их в последующем в удобном для дальнейшего анализа формате. Как правило, стандартный пирометр визуально напоминает собой пистолет с небольшим жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображены замерянные значения температуры. В основном пирометры имеют небольшие и достаточно компактные размеры. В большинстве современных вариантах пирометров кроме всего прочего также имеются дополнительные функции, такие как:

• Наличие внутренней памяти для хранения замеров;
• Возможность определения минимального и максимального значений измерений;
• Подача звукового или же визуального оповещения при достижении параметром порогового значения.

Если же данные с пирометра требуется в дальнейшем переносить в компьютер или на внешний носитель, то в нем предусматривается наличие USB-интерфейса.

Классификация пирометров и их использование

К основным критериям, по которым классифицируются пирометры относятся следующие показатели:

• Температурный диапазон измерения;
• Способ перевозки;
• Назначение.

По температурному диапазону пирометры бывают высокотемпературными и низкотемпературными. Первые используются для измерения нагретых тел с температурой более 400 градусов. Вторые при определении показателей при отрицательном значении от -35 градусов. В зависимости от способа перевозки пирометры бывают переносными или стационарными. Стационарные в основном встречаются в промышленности и не подлежат дальнейшей транспортировке, а переносные — в полевых условиях и специальных лабораториях на колесах. По своему назначению пирометры бывают инфракрасными и оптическими. В инфракрасных имеется лазерный указатель для точного наведения на цель, а в оптических все происходит благодаря взаимосвязи цвета излучения и температуры.

Подробнее о пирометрах будет рассказано в этом видеоматериале. Оставляйте свои и высказывайте пожелания к материалу.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Что такое пирометр и какова его область применения?

Пирометр — это портативный или стационарный прибор, предназначенный  для измерения температурных показаний дистанционно. Визуально подобный тип устройств напоминает лазерный бластер, который часто встречается в фантастических кинолентах.  То есть по своей сути пирометр — все та же разновидность известного всем термометра.  Отличаются такие устройства в первую очередь своим высоким уровнем безопасности, поскольку замер температуры можно проводить без необходимости контакта с поверхностью.

Применять такое оборудование уместно при контроле за температурным режимом на объектах с  высоким риском поражения электрическим током, при работе с поверхностями, где возможно возникновение резкого скачка температур, а также при регулярном использовании приборов с температурной неоднородностью. За счет того, что в таком приборе считывание теплового излучения происходит в инфракрасном диапазоне, пирометры способны проводить замеры на расстоянии в 15 метров от объекта. Именно поэтому пирометры считаются не только безопасными, но и максимально удобными и точными приборами, которые позволяют зафиксировать нужные показатели. Таким образом, можно сделать заключение, что основными отличиями пирометров от стандартных и привычных термометров являются следующие факторы:

• Пирометры способны работать в диапазоне температур -50 до + 3000 градусов;
• Такие приборы откликаются в течение 0,5-1,5 секунды;
• Пирометры имеют низкую погрешность измерений по сравнению с обычными термометрами.

Что касается точности измерений, то у пирометров этот показатель варьируется в пределах 0,1-0,2 градусов, а вот у термометра в пределах 2 градусов.

Подробнее узнать о пирометрах можно из этого видеоролика.

Выбор устройства для замеров

В промышленных условиях лучше всего работает стационарный прибор. Он имеет большие размеры, поэтому существуют сложности с его перестановкой на новую позицию. Однако именно такой пирометр обеспечивает максимальную точность измерений и может работать сколько угодно долго. Не станет помехой для его функционирования высокая температура или влажность. Прочный корпус предохранит от механических воздействий.

Для того чтобы выбрать пирометр, нужно уяснить некоторые моменты:

1. Для домашнего использования не имеет смысла приобретать прибор с диапазоном измеряемых температур в несколько сотен градусов.
2. Для работы в сложных метеорологических условиях аппаратура должна быть надёжно защищена.
3. Для измерения температуры движущихся объектов показатель скорости вычислений имеет решающее значение.
4. Для снятия показаний с различных дистанций и предметов, имеющих неодинаковую величину, есть модели со сменными объективами.

Кроме собственно замеров, различные модели снабжаются некоторыми дополнительными функциями. Удобство использования повышают такие возможности:

• в тёмное время суток не лишней окажется подсветка;
• для многочисленных измерений у некоторых пирометров есть устройство внутренней памяти, где содержатся результаты прошлых замеров;
• система оповещения помогает обнаружить объект с конкретным уровнем нагрева.

Этот универсальный в применении прибор помогает разобраться во многих сложных ситуациях. Вовремя замеченное повышение температуры позволяет сохранить технику, а во многих случаях и человеческие жизни.

Originally posted 2018-04-18 12:22:17.

Применения

Теплоэнергетика — для быстрого и точного контроля температуры на участках не доступных или мало доступных для другого вида измерения.

Электроэнергетика — контроль и пожарная безопасность, эксплуатация объектов (железнодорожный транспорт — контроль температуры букс и ответственных узлов грузовых и пассажирских вагонов).

Лабораторные исследования — при проведении исследований активных веществ в активных средах, а также в тех случаях, при которых контактный метод нарушает чистоту эксперимента (например, тело настолько мало что при измерении контактным методом потеряет существенную часть теплоты, или просто слишком хрупкое для такого типа измерения). Применяется в космонавтике (контроль, опыты)

Строительство — пирометры применяют для определения теплопотерь в зданиях жилого и промышленного назначения, на теплотрассах, для эффективного нахождения прорывов теплоизоляционной оболочки.

Бытовое применение — измерение температуры тела, пищи при приготовлении, и многое другое.

Отдельная большая область применения пиросенсоров — датчики движения в системах охраны зданий. Датчики реагируют на изменение инфракрасного излучения в помещении.

Сравнительная таблица характеристик на компактные пирометры моделей: DT-810, DT-811 ,DT-812, DT-880H, DT-882H, DT-883H, DT-8801, DT-8802

Литература

Книги

• Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. — Москва «Металлургия», 1980
• Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники. — М.: Советское радио, 1978. — 400 с.
• Кременчугский Л. С., Ройцина О. В. Пироэлектрические приемники излучения. — Киев: Наук. думка, 1979. — 381 с.
• Температурные измерения. Справочник. — Киев: Наукова думка, 1989, 703 с.
• Рибо Г. Оптическая пирометрия, пер. с франц., М. — Л., 1934
• Гордов А. Н. Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.
• Сосновский А. Г., Столярова Н. И. Измерение температур. — М.: Комитет стандартов, мер и измерительных приборов, 1970. — С. 257.
• Ранцевич В. Б. Пирометрия при посторонних источниках излучения. — Минск: Наука и техника.: , 1989, -104с..

Журналы

• Белозеров А. Ф., Омелаев А. И., Филиппов В. Л. Современные направления применения ИК радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и технике. // Оптический журнал, 1998, № 6, с.16.
• Скобло В. С. К оценке дальности действия тепловизионных систем. // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2001. Т.44, № 1, с. 47.
• Захарченко В. А., Шмойлов А. В. Приемник инфракрасного излучения // Приборы и техника эксперимента, 1979, № 3, с.220.
• Исмаилов М. М., Петренко А. А., Астафьев А. А., Петренко А. Г. Инфракрасный радиометр для определения тепловых профилей и индикации разности температур. // Приборы и техника эксперимента, 1994, № 4, с.196.
• Мухин Ю. Д., Подъячев С. П., Цукерман В. Г., Чубаков П. А. Радиационные пирометры для дистанционного измерения и контроля температуры РАПАН-1 и РАПАН-2 // Приборы и техника эксперимента, 1997, № 5, с.161.
• Афанасьев А. В., Лебедев В. С., Орлов И. Я., Хрулев А. Е. Инфракрасный пирометр для контроля температуры материалов в вакуумных установках // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 2, с.155-158.
• Авдошин Е. С. Светопроводные инфракрасные радиометры (обзор) // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 2, с.5.
• Авдошин Е. С. Волоконный инфракрасный радиометр. // Приборы и техника эксперимента, 1989, № 4, с.189.
• Сидорюк О. Е. Пирометрия в условиях интенсивного фонового излучения. // Приборы и техника эксперимента, 1995, № 4, с.201.
• Порев В. А. Телевизионный пирометр // Приборы и техника эксперимента, 2002, № 1, с.150.
• Широбоков А. М., Щупак Ю. А., Чуйкин В. М. Обработка тепловизионных изображений, получаемых многоспектральным тепловизором «Терма-2». // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2002. Т.45, № 2, с.17.
• Букатый В. И., Перфильев В. О. Автоматизированный цветовой пирометр для измерения высоких температур при лазерном нагреве. // Приборы и техника эксперимента, 2001, № 1, с.160.
• Chrzanowski K., Bielecki Z., Szulim M. Comparison of temperature resolution of single-band, dual-band and multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 13. p. 2820.
• Chrzanowski K., Szulim M. Error of temperature measurement with multiband infrared systems // Applied Optics. 1999. Vol. 38 № 10. p. 1998.

Виды

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

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

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

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

Пределы исследуемых измерений задают лазерной указкой. Визуализация текстово-цифрового типа указывается на дисплее в градусах. Помимо неё, можно увидеть дополнительную информацию. Что касается графического изображения, то он показывает степень интенсивности нагрева исследуемого предмета. Какой вариант лучше, каждый выбирает для себя самостоятельно

При покупке лазерного термометра необходимо обратить внимание на несколько нюансов

Например, важно выбрать верный тип лазера. Он может генерировать 1 или 2 точки

Вариант второго типа считается более точным, в этом случае лучше оценивается место измерения температуры. Центр измерения прибора с таким типом лазера расположен между точек

Он может генерировать 1 или 2 точки. Вариант второго типа считается более точным, в этом случае лучше оценивается место измерения температуры. Центр измерения прибора с таким типом лазера расположен между точек.

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

Фото анемометров

Также рекомендуем просмотреть:

• Как выбрать лучшие токовые клещи
• Для чего нужен газоанализатор
• Разновидности измерительных инструментов
• Инструкция, как пользоваться теодолитом
• ТОП лучших толщинометров
• Как выбрать шумомер
• Хороший дозиметр радиационного фона
• Обзор лучших лазерных уровней
• Как пользоваться индикатором напряжения
• Как использовать штангенциркуль
• Обзор лучших мультиметров
• Лазерный дальномер
• Лучший влагомер для древесины
• Как выбрать лазерную рулетку
• Цифровой вольтметр
• Измерители температуры воздуха
• Электронный динамометр
• Как пользоваться гидроуровнем
• Что такое нивелир
• Как выбрать пузырьковый уровень
• Что такое микрометр
• Лучшие измерительные рулетки

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉