Приборы для определения температуры стен

Как выбрать пирометр (2020)

Содержание

Содержание

Попробуйте, подсчитать, сколько приборов для измерения температуры вас окружает. Градусник, уличный термометр, домашний термометр, термометр в духовке, индикатор перегрева двигателя, термодатчики в холодильнике и морозильнике – причем это далеко не полный набор. И неудивительно – температура предметов и сред оказывает непосредственное влияние на сохранность продуктов, на работоспособность механизмов, электроники, да и нас самих. Поэтому точному измерению этой физической величины всегда придавалось большое значение.

Чаще всего мы меряем температуру контактным способом – с помощью термометра, прикладывая его к предмету или погружая в среду. Но иногда возникает необходимость произвести измерение на расстоянии. Как измерить температуру раскаленного куска металла? Быстро найти горячий участок трубопровода, проходящего на большой высоте? Определить, не перегревается ли высоковольтная шина? Контактный метод в этих случаях подходит плохо и на помощь приходят бесконтактные измерители — пирометры.

Принцип работы пирометров

Нагретые тела являются источниками инфракрасных лучей. И чем сильнее нагрето тело, тем мощнее ИК-излучение. Человеческий глаз не видит этого излучения, но для электронных сенсоров особой разницы между видимым светом и инфракрасным нет. Испускаемые предметом инфракрасные лучи проходят сквозь объектив и проецируются на сенсор, который по интенсивности излучения определяет температуру предмета.

Из принципа работы вытекают основные достоинства и недостатки пирометров. Инфракрасные лучи подчиняются законам оптики, но следует знать, что прозрачность многих материалов для инфракрасного излучения совсем не та, что для видимых лучей. Так, через обычное стекло проникают ИК-лучи с длиной волны не более 1 мкм. А большинство пирометров работает в диапазоне 8-14 мкм, и стекло для них будет непрозрачным.

Существует миф, что пирометр измеряет температуру с помощью лазерного луча – это не так, лазер служит только для прицеливания. Пятнышко лазерной указки на предмете еще не гарантирует того, что вы получите температуру именно предмета, а не оконного стекла, через которое прошел лазерный луч.

Пирометр может измерять температуру и по отраженному ИК-излучению – это может помочь при работе с труднодоступными деталями: не обязательно пытаться получить доступ к разогретой детали, для измерения температуры достаточно его отражения в зеркале. Но это же достоинство пирометра оборачивается и самым весомым недостатком – отраженный инфракрасный свет затрудняет измерение температуры и интересующего нас предмета, ведь какая-то часть ИК-излучения, идущая от него – отраженная. Чем выше отражающие способности материала, тем большую погрешность в результат вносят отраженные лучи. Для исключения этой погрешности следует знать коэффициент эмиссии поверхности предмета, температуру которого вы измеряете. Этот коэффициент характеризует отражающие способности материала и зависит от самого материала, от обработки поверхности (полировка может снизить этот коэффициент на порядок), от окраски и т.д. У большинства пирометров в руководстве приводится таблица с коэффициентами эмиссии распространенных материалов и вам потребуется ввести подходящее значение перед измерением.

У совсем простых моделей такой настройки нет, и они пригодны только для измерения температуры предметов из ограниченного списка материалов. В моделях подороже числа вводить не надо, вид материала можно выбрать в экранном меню. Но в любом случае как-то задать этот коэффициент потребуется – самостоятельно его приборы определить не в состоянии.

Еще один недостаток пирометров – они не измеряют температуру воздуха. Атомы воздуха слишком сильно рассредоточены, поэтому испускаемое ими инфракрасное излучение несравнимо мало по сравнению с излучением от любого предмета. Если даже у прибора есть функция измерения температуры воздуха, то это значит лишь, что в нем есть отдельный термометр внутри – и температуру он будет измерять только в месте нахождения.

Характеристики пирометров

Оптическое разрешение пирометра
Очевидно, «поле зрения» пирометра должно быть небольшим – чтобы пятно, которое «видит» сенсор, не превышало размеров предмета, температура которого нам интересна. Казалось бы, в чем проблема – надо подобрать объектив так, чтобы его угол зрения был минимальным. Но чем меньше площадь измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит сквозь объектив и тем чувствительней должен быть сенсор. Поэтому оптическое разрешение пирометра – соотношение между расстоянием до предмета и диаметром пятна измерений – во многом определяет его функциональность и цену.

Приборы с небольшим оптическим разрешением – до 10:1 чаще используются для несложных измерений и в быту. Рабочее расстояние таких приборов – не более 1 метра, на больших расстояниях точность измерений сильно снижается.

Приборы с оптическим разрешением до 30:1 уже могут использоваться для измерения температуры небольших объектов на расстояниях до 3 метров.

Оптическое разрешение от 50:1 встречается обычно у профессиональных пирометров – они позволяют с высокой точностью измерять температуру тел на больших расстояниях, но и стоят в разы дороже бытовых.

Многие приборы снабжаются дополнительными функциями, позволяющими точнее «сфокусироваться» на интересующем вас объекте при одном и том же оптическом разрешении. Функция мин/макс значение, например, позволяет вывести на экран максимальное и минимальное значения температуры, которые прибор «увидел» внутри пятна. С этой функцией вы сможете определить температуру небольшого предмета, даже если пятно измерений больше его по размерам и в него попало много других, более холодных, предметов.

Некоторые приборы дают возможность настройки того, какую температуру будет показывать индикатор во время измерения: максимальную по пятну, среднюю или минимальную.

Функция непрерывного измерения пригодится при поиске точек утечки тепла или неисправных электрических элементов. С этой функцией вы можете перемещать лазерный маркер по интересующей вас поверхности, а пирометр будет в режиме непрерывного измерения выводить температуру поверхности в районе маркера.

Минимальная и максимальная определяемая температуры задают диапазон, в котором можно использовать прибор. Подбирайте параметры в соответствии с тем, каковы температуры интересующих вас объектов. Базовые модели обычно измеряют в пределах ‑50…500ºС, и для бытовых измерений этого вполне достаточно. Минимальная определяемая температура ниже -50 у этих приборов практически не встречается, а максимальная может достигать 2200ºС, но чем шире диапазон, тем дороже будет стоить пирометр.

Время отклика будет для вас важным, если нужно произвести множество измерений или если измеряемая температура меняется быстро. Например, под действием электрического тока некачественное контактное соединение может нагреться за секунду на сотни градусов. В этом случае времени отклика в 1 секунду будет слишком много – лучше брать прибор с временем отклика 0,5 секунд. Если и этого мало, придется раскошелиться – профессиональные модели обладают временем отклика до 0,15 секунд, но и стоят они соответственно.

Коэффициент эмиссии определяет, на какой материал настроен прибор. Бытовые приборы имеют коэффициент 0,95 – они подойдут для измерения температуры предметов из матового пластика, бетона, кирпичей, человеческого тела и т.д. (см. таблицу).

Если коэффициент эмиссии материала, температуру которого вы хотите измерить, сильно отличается от 0,95, то его нужно привести к нужному значению, наклеив на поверхность кусок изоленты, покрасив матовой краской и т.п. Если это невозможно сделать, то лучше сразу подбирать прибор с изменяемым коэффициентом эмиссии – большинство таких приборов позволяют задавать его в диапазоне от 0,1 до 1.

Определение влажности говорит о том, что в прибор встроен гигрометр. Он определяет влажность окружающего воздуха, но никак не предмета, на который нацелен лазерный маркер (как некоторые думают). Зачем это нужно? Чаще всего этой функцией пользуются для определения точки росы и оценки риска выпадения конденсата на исследуемых поверхностях.

Пирометры с определением влажности, как правило, умеют сами рассчитывать точку росы и при измерении температуры поверхности, могут сразу сообщить – появится ли на ней конденсат. Это может быть очень важно в складах, теплицах, да и в жилых помещениях тоже. Выпадение конденсата – неприятность само по себе, но при определенных температурах оно еще и способствует образованию плесени. Некоторые пирометры имеют функцию определения риска образования плесени.

Варианты выбора пирометров

Для бытовых целей вполне подойдет недорогой пирометр с диапазоном -50…500ºС – с его помощью вы сможете определить температуру сковородки, мяса в духовке или двигателя машины, не рискуя обжечься.

Для дистанционного определения температуры раскаленных и расплавленных металлов вам потребуется прибор с широким диапазоном и большим оптическим разрешением.

Если пирометр нужен вам, чтобы следить за климатом в помещениях, выбирайте среди приборов с определением влажности – он поможет вам избежать сырости и плесени.

Если вы делаете множество измерений, выбирайте среди приборов с памятью – чтобы избавить себя от необходимости записывать каждое значение.

Источник

Пирометр для определения потерь тепла в доме и квартире

С наступлением холодов многие домовладельцы задаются вопросом о том, откуда в дом поступает холод, и как можно выявить потери тепла с минимальными затратами. Для выявления потерь тепла используется специализированный инструмент, который называется тепловизор. Однако он настолько дорого стоит, что не каждый может позволить себе даже заказать услугу по определению тепловых потерь. Альтернативная замена тепловизора — это пирометр. Пирометром можно выявить потери тепла в доме, и пусть не настолько эффективно, но, тем не менее, вполне реально.

Что такое пирометр и как он устроен

Для бесконтактного измерения поверхности материалов применяются специальные приборы, которые называются пирометрами. По способу применения они являются дистанционными. Принцип работы таковых устройств основывается на измерении температуры тепловых волн, излучаемых нагретой поверхностью.

Пирометры не только просты в применении, но они еще и стоят не дорого, если сравнивать их с тепловизорами. Конструктивно они похожи на тепловизоры, но отличаются по принципу действия. Тепловизор показывает на экране визуально место утечки тепла, что достигается за счет изменения цвета, а пирометр отображает значение температуры. Чтобы узнать температуру выбранного объекта, например, двери или стены, необходимо навести на нее прибор, и завизировать показания. Такие инструменты предназначены для того, чтобы выявлять температуру поверхностей бесконтактным методом. Зная, для чего нужен пирометр, необходимо разобраться с его принципом функционирования.

Принцип работы или как работает прибор

Работает прибор достаточно просто, для чего в его конструкции применяется лазерная точка. Эта точка направляется на объект, температуру которого необходимо узнать. Чтобы произвести измерения, и узнать, какая температура стены или аккумуляторной батареи, необходимо направить на них прибор, и нажать на пусковую кнопку в виде курка. При нажатии на кнопку появляется лазерная точка, и в течение считанных секунд на экране отображаются соответствующие показания температуры.

Нагретая поверхность излучает соответствующие тепловые волны. Причем прибором можно измерять не только положительные значения температуры, но и отрицательные. Тепловые волны через раструб в приборе проецируются на пирометрический датчик. На датчике тепловая энергия преобразуется в электрическую. Микропроцессор оценивает величину электрических импульсов по специальным алгоритмам, и выводит на экран прибора в понятном для человека формате.

Работают приборы от автономных аккумуляторов, и в зависимости от моделей, это могут быть обычные пальчиковые батарейки или литий-ионные аккумуляторы. Модели с Li-Ion аккумуляторами стоят дороже, поэтому о рациональности их приобретения надо решать самостоятельно.

Погрешность приборов и ее влияние на показания

Инфракрасные пирометры применяются для бесконтактного определения температуры различных поверхностей. Это могут быть как тепловые устройства, так и морозильные. Используются пирометры работниками разных служб, когда необходимо выявить значение температуры воды в системе отопления или степень нагрева поверхности при использовании встроенных обогревателей.

Одним из главных технических параметров пирометров является величина погрешности. Чем дешевле прибор, тем выше погрешность. На величину погрешности влияет, прежде всего, пирометрический датчик, а точнее его качество изготовления. Одними из самых точных пирометров являются медицинские, которые и стоят в 2-3 раза дороже обычных. В конструкции медицинских устройств применяются качественные датчики, которые с минимальной погрешностью позволяют определить значение температуры тела человека за несколько секунд.

Для бытового применения подходят устройства с величиной погрешности до 2%. Этого достаточно, чтобы узнать значение температуры в трубах, на стенах, на потолке или полу. Величина погрешности также зависит не только от качества применяемого датчика, но еще и от отдаленности прибора от измеряемой поверхности. Чем дальше расстояние до поверхности, тем больше величина погрешности. Это свойство характерно для всех видов пирометров — от самых дешевых до самых дорогих. Разница лишь в том, что дорогие модели способны определять температуру на отдаленности от поверхности до нескольких метров.

При покупке прибора необходимо также учитывать предел границ измерения температуры. Если с положительными значениями проблем не возникает, так как на большинстве моделей величина достигает +300 градусов, то отрицательные параметры порой доходят до -20-50 градусов.

Как правильно надо пользоваться пирометром для определения теплопотерь в доме

Чтобы научиться пользоваться пирометром для определения потерь тепла в доме, понадобится для начала ознакомиться с инструкцией по их эксплуатации. Прибор прост в применении, но чтобы правильно определять температурные показатели, необходимо научиться пользоваться инструментом. Учитывать необходимо используемую модель, так как отличаются они по количеству функций, которые можно выполнить пирометром.

Пошаговая инструкция о том, как надо правильно работать пирометром, и выявлять температуру поверхностей, имеет следующий вид:

1. Для начала необходимо включить прибор, установив в него батарейки. Для этого имеются специальные гнезда, расположенные в рукоятке
2. Нажать на пусковой курок, чтобы протестировать инструмент, при этом не направлять его на человека. Включить или отключить подсветку дисплея, а также выбрать соответствующий режим вывода показаний в градусах или фаренгейтах
3. Раструб необходимо направить на поверхность материала, температуру которого необходимо померять
4. Лазерной указкой выявляется граница пятна измерения, то есть охватываемая площадь
5. Уже через несколько секунд на экране устройства отобразятся соответствующие значения температуры. Эти значения можно сохранить в памяти прибора или руководствоваться ними, делая вывод о величине прогрева стен, пола, потолка и прочих поверхностей

Пирометр в хозяйстве может пригодиться не только для определения тепловых потерь в доме, но еще и для измерения температуры аккумуляторной батареи на автомобиле. Автомобилистам хорошо известно о том, что чем сильнее мороз, тем хуже она отдает заряд. Конечно, чтобы измерить температуру аккумулятора, можно выкрутить одну пробку с банки, и всунуть градусник. Однако делать это постоянно нерационально, да и к тому же накладно.

Меры предосторожности при работе пирометром

Пирометры принадлежат к категории измерительных приборов, при работе с которыми немаловажно соблюдать меры предосторожности. Рассматриваемый инструмент, как и болгарка или дрель, при неправильном применении может нанести серьезный ущерб здоровью. Чтобы этого не произошло, необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Строго запрещено направлять прибор с включенным лучом лазера в глаза человеку. Луч обладает высокими показателями излучения, поэтому он может вызвать ожоги и другие виды повреждений кожных покровов. Исключение составляют специальные медицинские пирометры, которые можно направлять на тело человека, чтобы измерить температуру
• Хранить инструмент следует в месте недоступном для детей. Дети могут не только повредить прибор, но и нанести ущерб своему здоровью
• Хранить прибор надо только в теплом и сухом помещении. Класть его на горячие поверхности или хранить на морозе строго противопоказано
• Исключить попадание влаги на инструмент. Если неосторожно обращаться с прибором, то он быстрой выйдет из строя
• Нельзя прикасаться к измеряемому объекту рукой и прочими частями тела

Пирометром можно легко и просто определить температурные показатели бесконтактным способом. Удобен инструмент для применения в автомобиле, когда им измеряется величина теплого воздуха из печки. Еще многие автовладельцы используют пирометр для того, чтобы проверить работоспособность катализатора. Для этого необходимо произвести замер значений до катализатора и после. Если температура после катализатора ниже или такая же, как и до него, значит устройство неисправно.

Из этого следует, что пирометром называется универсальный измерительный прибор, который обязательно будет полезен в хозяйстве. Не самые дешевые модели оснащаются USB-выходами для подключения приборов к компьютерной технике. Ниже на видео будет интересно узнать много нового о том, как правильно выявлять теплопотери в доме или квартире пирометром.

В завершении остается подвести итог и отметить, что приобрести пирометр можно за 1500-2000 рублей. Такая их стоимость делает прибор доступным, что немаловажно для выявления потерь тепла в доме, а также бесконтактного выявления температурных значений в хозяйстве.

Источник