Зачастую в быту, при ремонтных работах, производственных технологических процессах необходим мониторинг температурных параметров, но применение автоматики либо контактных термометров, в т.ч. с термопарой затруднено или невозможно. И здесь на помощь приходит пирометр - устройство дистанционного измерения температуры.

ИК пирометр в руке измеряет удаленно температуру объектов

Устройство и характеристики

Пирометр - это прибор удаленного бесконтактного анализа температуры методом преобразования инфракрасного теплового излучения объекта в температурные значения, выводимые на дисплей.

Любое нагретое тело, вследствие возбуждения молекул и атомов, начинает интенсивно испускать электромагнитные волны, называемые инфракрасным излучением. Инфракрасный термометр позволяет принимать эти волны, анализировать их интенсивность делая выводы о температуре тела.

Типовую принципиальную схему пирометра можно представить следующим образом:
 

Устройство пирометра

  1. Исследуемая поверхность
  2. Инфракрасное излучение
  3. "Приемник" - оптическая система
  4. Датчик преобразователь сигнала
  5. Преобразователь электронный
  6. Счетчик
  7. Корпус
  8. "Курок"
  9. Экран

Приемник улавливает волны, излучаемые объектом, которые с помощью оптики передаются на преобразователи. Преобразованный в электрический, сигнал проходит через счетчик и далее как готовый результат выводится на экран. Это упрощенная принципиальная схема, с её помощью можно понять базовые принципы работы и устройство пирометров.

Кроме инфракрасных, встречаются оптические, с которых началась история этого класса устройств. В оптических значение температуры определяется по визуально наблюдаемому цвету нити какаливания.

Но мы рассмотрим функции и работу на примере пирометра самого распространенного типа - Benetech GM550.

Измерение температуры происходит в диапазоне от - 50°C до 550°C, измерительный прибор имеет оптическое разрешение 12:1, фиксированную излучательную способность с коэффициентом 0.95. "На борту" имеется лазерная указка цели, подсветка экрана, запоминание результатов измерений.

Видим, что измеряемая температура может быть как высокая, так и низкая, даже отрицательная. Значения диапазона зависят от длины волн, на которых работает прибор. У этого ИК термометра они составляют 8 - 14 мкм.

Следующий параметр называется оптическим разрешением. Оно определяется как отношение расстояния до цели к диаметру зоны измерения (светового пятна). У этого пирометра оно равно 12:1. Чем больше расстояние до объекта, тем больше диаметр зоны замера. Так, согласно инструкции, на расстоянии 1.5 м диаметр светового пятна будет равняться 13.2 см. Следует учесть, что указанное соотношение будет верным только для одного участка условного "луча" измерения, там, где он имеет наименьший диаметр, т.к. "луч" не имеет строго конической формы, сужающейся по направлению к приемнику. Как видим по диаграмме, наименьший диаметр луча находится на расстоянии 900 мм от объекта. Эта зона называется фокусное расстояние пирометра.


Помогает "прицелиться" лазерная указка. Здесь она выполняет вспомогательную функцию, в отличие от основной в лазерном дальномере. При работе важно следить за тем, чтобы круг зоны измерения не выходил за пределы исследуемого объекта:

Ещё один параметр, - излучательная способность (ИС). Она зафиксирована, её коэффициент равен 0.95, чего вполне хватает для большинства задач. У более сложных пирометров ИС "плавающая", может быть изменена вручную либо автоматически при сканировании специфических материалов. Такой же показатель может настраиваться и в большинстве моделей тепловизоров.

Несколько слов о функционале. Подсветка дисплея позволит производить замеры в условиях плохой освещенности, что нередко случается при уличных работах, либо в темное время суток. А запоминание результатов вычислений удобно при работе с разными измеряемыми значениями. При превышении диапазона температур вычисления все равно производятся, но их точность снижается, о чем сигнализирует соответствующая индикация экрана. GM550 - хороший недорогой ИК пирометр начального уровня для измерений, не требующих "ювелирной точности", как например соответствующие весы ювелирные.

Сфера применения

Стационарные - узкоспециализированные измерительные приборы с высокой точностью, требующие высокой квалификации в управлении. Применяются на промышленных производствах для контроля технологических процессов.

Переносные инфракрасные пирометры - основной тип измерительных приборов с меньшей точностью вычислений, чем у стационарных, но отличающийся от них доступностью и простотой управления. Сфера их применения очень разнообразна. От использования при мелком бытовом ремонте до научных исследований.

В домах, офисных, производственных зданиях используют при диагностике и ремонте систем отопления, электрических систем, при составлении температурной карты помещения. Очень популярны в службах коммунального хозяйства и являются незаменимыми в промышленности.

приемная оптическая линза пирометраКак видим, сфера применения бесконтактных измерителей температуры очень обширна, также как их ассортимент. Мы надеемся, что наша статья снабдит вас необходимой информацией и поможет с выбором необходимого измерительного оборудования.