Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно измерять температуру пирометром

Пирометр: особенности использования и рекомендации

Можно ли с помощью недорогих пирометров точно измерить температуру? Если нет, то какова погрешность и от чего она будет зависеть?

пирометр

Пирометр – прибор (в данном случае мы говорим о распространенных бытовых инфракрасных моделях), измеряющий уровень электромагнитного излучения предмета в определенном спектре и на основе его интенсивности определяющий температуру.

От чего зависит точность измерений пирометром

1. От излучательной способности поверхности тела. У идеальной модели черного тела она равна 1. У идеального зеркала – 0. Основная масса тел имеет излучательную способность в диапазоне от 0,85 до 0,95. Потому дешевые модели пирометров, где нет возможности ручного указания излучательной способности, обычно настроены на наиболее типичное значение 0,95.

Значения излучательной способности берут из различных справочников и таблиц, но все они являются предметом споров и могут применяться лишь с оговорками. Вот примеры значений излучательной способности некоторых материалов:

МатериалКоэффициент излучения
Алюминиевые сплавыот 0,1 до 0,25
Алюминий (полированный)0,05
Асбест0,95
Асфальт0,93
Бетонот 0,7 до 0,85
Бумага и картонот 0,8 до 0,9
Вода0,97
Кварц (необработанный)0,9
Красный кирпич (не шлифованный)от 0,75 до 0,9
Лакированные изделия0,9
Лакированный алюминий0,5
Латунь (неполированная)0,2
Латунь (полированная)0,1
Лесоматериалы (различные)от 0,8 до 0,9
Лед0,97
Луженая сталь0,1
Масляная краска (любого цвета)0,95
Медь (полированная)0,05
Медь листовая0,8
Мрамор0,9
Нержавеющая сталь (полированная)0,1
Нержавеющая сталь (разная)от 0,2 до 0,6
Обожженная глина0,75
Пластмассы (различные, твердые)от 0,8 до 0,95
Полиэтиленовая пленкаот 0,2 до 0,3
Расплавленная мягкая стальот 0,3 до 0,4
Резина (гладкая)0,9
Резина (негладкая)0,98
Свинец (оксидированный)0,6
Свинец (чистый)0,1
Серебро (полированное)0,05
Сталь0,6
Стекло0,92
Уголь (графит)0,75
Уголь (сажа)0,95
Цинк (окисленный)0,1
Чугун (необработанный) ржавый0,95
Чугун (полированный)0,2
Штукатурка0,9
Эмаль (любого цвета)0,9

Реальная погрешность измерений недорогими пирометрами, вносимая неточным указанием излучательной способности, обычно лежит в диапазоне от 3 до 20% при ошибке указания от 10% до 30% соответственно.

Там, где нужно провести максимально точные измерения, поверхность сначала покрывают специальными лаками с достоверно известной излучательной способностью.

2. От температуры тела. Излучательная способность тел меняется в зависимости от температуры и на диапазонах от 300 до 900 градусов ошибка может быть в 1,5 и более раз. Более того, пирометры рассматриваемого нами класса не способны делать точных измерений объектов с температурой 500 и более градусов.

3. От температуры окружающей среды. В качестве датчиков в пирометрах чаще всего используются полупроводниковые элементы – болометры, фотодиоды, пироэлектрики, термоэлементы. Их характеристики напрямую зависят от окружающей температуры. Если усреднять, то изменение их температуры на каждые 10°С будет давать дополнительную погрешность в 1%.

4. От расстояния. Поскольку инфракрасные пирометры снабжены оптической системой, то площадь, с которой снимаются показания излучения для определения температуры, напрямую зависит от расстояния до объекта.

И тут важно, чтобы область, с которой снимаются показания, не выходила за края объекта. Для каждой модели пирометра значения площади от расстояния будет свое, и оно обязательно указывается в инструкции. Многие модели среднего и высшего ценовых диапазонов имеют лазерные указатели в виде одного, двух или более лучей, которые обозначают границы пятна.

Рекомендации по использованию пирометров

— Большинство недорогих пирометров не пригодно для измерения температур полированных металлических поверхностей или просто светлых металлов. Использовать с оговорками можно лишь те, у которых имеется возможность ручного указания значений излучательной способности материалов.
— Любые предметы или частицы (пар, дым, пыль), попадающие в область измерения будут влиять на результаты.
— Нельзя измерить температуру объектов через прозрачные предметы (стекло, пленку), поскольку по факту будет измерена температура стекла и т.д.

Читайте так же:
Какие размеры болтов бывают

Кондитерский термометр — какой выбрать

Кондитерский термометр — незаменимый инструмент. Даже если выпечка — ваше хобби, порой, чтобы правильно приготовить десерт, необходимо знать точную температуру продуктов.

В этой статье я расскажу о том, какие градусники нужны кондитеру, а также о том, в каких случаях можно заменить термометр на подручные средства.

Пирометр для кондитера

Он же инфракрасный градусник.

Особенности: Бесконтактно может измерять температуру поверхностей. Не годится для измерения температуры с испаряющих поверхностей (когда температура измеряемой массы выше 8 0 град. С).

Когда нужен: Незаменим при работе с шоколадом, гляссажем, для измерения температуры зефирной массы или других масс перед введением в них, например сливок или сливочного масла.

Где купить: В строительных или кондитерских магазинах стоит около 1300 рублей. На Али Экспресс точно такой же можно купить за 580 рублей.

Чем заменить: Опытом. Но и то не всегда. А новичкам — брать однозначно!

Пирометр — инфракрасный градусник для кондитера.

Игольчатый термометр. Он же — щуп.

Термометр кондитерский электронный с щупом

Он же игольчатый градусник.

Особенности: Точно показывает температуру внутри продукта. Массы (например сиропа) должно быть много иначе граlусник просто не сможет достоверно отобразить температуру. А еще — иногда этот градусник глючит в самый ответственный момент. Поэтому при варке сиропов я использую другой способ, о котором расскажу ниже.

Когда нужен: Варка сиропов.
Где купить: В кондитерских магазинах стоит около 380 рублей. На Али Экспресс точно такой же можно купить за 190 рублей.

Чем заменить: см. ниже.

Как измерить температуру сиропа без градусника

При варке сиропа для итальянской меренги я измеряю вязкость сиропа при помощи обычной вилки.

Опускаю ее на дно сотейника с горячим сиропом и быстро поднимаю вверх боком (как на фото справа). И очень быстро, пока сироп не вытек, дую на сироп, который находится между зубчиками вилки. Как только температура сиропа достигает 118 градусов — из него выдуваются настоящие пузыри. Прямо как мыльные! Это очень забавный и интересный процесс. После этого — сразу же отправляю сироп к уже полувзбитым белкам.

Вилка — лучший градусник всех времен и народов!

При варке сиропа для зефира использую силиконовую лопатку. Ближе к середине начинаю не только помешивать ей сироп, но и периодически поднимать. И наблюдаю за тем, как стекает струйка сиропа с лопатки. Как только она начинает тянуться ниточкой и даже сгустками — сироп готов и нужно сразу отправлять его ко взбиваемому пюре.

И еще есть одна хитрость — как только сироп стал активно пениться, значит температура повысилась до 104 градусов и примерно можно определить что осталось совсем немного времени до того момента как испарится лишняя влага в результате чего вязкость сиропа и, как следствие, температура станут достаточны для того, чтобы приготовить идеальный десерт.

Как правильно измерять температуру пирометром

Ну что ж! Жизнь вносит коррективы и в работу структур Росстандарта, в частности, центров стандартизации и метрологии. На первый план вышла тема человеческого здоровья и контроля за состоянием человеческого организма. Например, измерения температуры тела. Точно измерить температуру поможет пост, созданный коллегами из Иркутского и Приморского ЦСМ.

О том, что «мерить» и «измерять» большая разница, знают немногие, также как и о том, что «градусник» далеко не про измерения – это рычаг регулировки точности балансирного механизма механических часов.
Термометр – средство измерения температуры тела, от правильного использования которого зависит, как быстро человек среагирует на неблагоприятные процессы, происходящие в его организме.

Читайте так же:
Как припаять светодиод к плате паяльником

Повышение температуры тела (гипертермия) – это защитная реакция нашего организма, характеризующаяся увеличением температуры тела выше 37°C, увеличением частоты сердечных сокращений и дыхания. Нормальная температура в разных точках организма отличается. Так, при аксиллярном измерении (в подмышечной впадине) температура в среднем 36,5 – 36,6°С; при измерении в ротовой полости – 37°С; при ректальном измерении – температура на 0,5°С выше, то есть 37,5°С. Существует методика измерения температуры тела в логтевом сгибе, которая применяется у женщин в период лактации. Поэтому важно правильно измерять температуру тела наиболее эффективным способом, а также учитывать ее физиологические колебания.

На температуру тела здорового человека влияют следующие факторы:

— Индивидуальные особенности обмена веществ
— Возраст (температура тела выше у младенцев и маленьких детей, с возрастом она понижается, у детей более значительные колебания температуры, происходят быстрее и чаще)
— Одежда
— Температура окружающей среды
— Время суток (утром температура тела ниже, чем вечером)
— Предшествующая физическая нагрузка
— Способ измерения
— Фаза менструального цикла у женщин.

Ну а теперь о термометрах!
Существует 4 вида медицинских термометров:
Ртутные термометры – по метрологическим характеристикам самые точные. В основном, погрешность таких термометров составляет не более 0,1 °C. При этом ртутный термометр является недорогим и универсальным в применении, т.е. подходит под все три способа измерения температуры: оральный, ректальный и аксиллярный. К недостаткам таких моделей можно отнести медленное измерение и высокую вероятность его раскола. А разбитый термометр опасен ядовитыми парами ртути. Стоит отметить, что ртутные термометры являются максимальными, т. е. они фиксируют максимальное значение температуры при измерении.
Галинстановый термометр – термометр без содержания ртути, т. к. вместо нее в температурной шкале находится Галинстан (смесь жидких металлов – галлий 68,5%, индий 21,5%, олово 10% ). В отличие от ртути Галинстан малотоксичен и безвреден для человека. Безопасный безртутный термометр, приходит на замену привычному ртутному, при этом сохраняет метрологические характеристики ртутного термометра и исключает возможность отравления парами ртути, если его разбить. Диапазон измерения температуры: от +35 до +42 ºС.
Электронные термометры – современные аналоги ртутных измерителей. Они быстро проводят измерения (от 30 – 90 секунд), при этом некоторые модели для удобства использования имеют мягкий измерительный наконечник. Однако погрешность таких термометров уже, как правило, составляет 0,1 – 0,2 °C, но может быть и выше в зависимости от диапазона измерения. В отличие от ртутных аналогов, модели электронных медицинских термометров утвержденного типа подлежат периодической поверке. Поэтому чтобы быть уверенными в их показаниях нужно для контроля соответствия метрологических характеристик обращаться в центры стандартизации и метрологии Росстандарта. Кстати, многие электронные термометры издают звуковой сигнал при измерении температуры, но не у всех моделей это является знаком окончания измерения. Иногда термометр еще нужно удерживать в течение 30-60 секунд после подачи сигнала.
Инфракрасные термометры. Они незаменимы для бесконтактной термометрии и позволяют оперативно получать данные о температуре человека в полевых условиях. И хотя результат измерения мы получаем буквально за секунды, инфракрасные термометры в основном имеют погрешность измерения не более 0,2 °C, но при этом точность измерений очень сильно зависит от соблюдения методики измерений.
Поэтому один из самых главных вопросов при использовании любого термометра – как правильно измерить им температуру? А ответ очень прост – методика измерений, при которой производитель гарантирует соответствие точности термометра всегда изложена в руководстве по эксплуатации.
Да, это та самая инструкция, которая лишена внимания многих пользователей, а многие и вовсе ее выкидывают вместе с упаковкой от термометра, даже не пробежав глазами, а зря!

Читайте так же:
Как закалить рессорную сталь в домашних условиях

К примеру, знали ли Вы, что повышенное потоотделение может привести к неверным показаниям термометра? А то, что неплотное прилегание датчика электронного термометра в подмышечной впадине может занизить показания измерений? Можно ли пользоваться бесконтактным термометром под излучением инфракрасного обогревателя?

Перед проведением измерений внимательно изучите руководство по эксплуатации термометра, определитесь, подходит ли он для выбранного способа измерений, и далее строго следуйте инструкции.
Важно, что даже однотипные на ваш взгляд приборы могут значительно отличаться по своим характеристикам в разных режимах.

Каждый вид термометра имеет свою сферу применения. На сегодняшний день в амбулаторных и стационарных условиях наиболее удобны в использовании ртутные термометры в виду своей точности, дешевизны и простоты дезинфекции. Инфракрасные бесконтактные термометры незаменимы при массовой термометрии в аэропортах, вокзалах, на проходных к рабочему месту в любых сферах деятельности и т.д., — рассказывает кандидат медицинских наук, врач высшей категории Наталья Болдонова. Однако в домашних условиях, на мой взгляд, должно быть 2 вида термометров: электронный, который несомненно прост и удобен в применении, а также старый проверенный – ртутный. Первый может быть неисправен или с выработанными элементами питания (сели батарейки), а второй может разбиться. Повышение температуры тела – это индикатор неблагополучия в организме. Однако не каждое повышение температуры следует снижать! Но это уже совсем другая история. Обратитесь к своему лечащему доктору, -отмечает эксперт.

Важно! Для полной уверенности в достоверности показаний термометра нужно использовать только модели, внесенные в Государственный реестр средств измерений и поверенные в установленном порядке. Именно при поверке устанавливается соответствие метрологических характеристик обязательным требованиям.
Кстати, по данным ФГИС Аршин Росстандарта, в 2019 году было поверено 414 974 штук медицинских термометров. Межповерочный интервал большинства электронных термометров составляет 2 года.
При этом нужно не только правильно провести измерения, но и делать их в нормальных условиях, которые также прописаны в руководстве по эксплуатации. Если термометр какое-то время несли или везли по холодной улице, нужно хотя бы несколько минут перед использованием подержать его в нормальных условиях при комнатной температуре и только после этого проводить измерения. Не забывайте и ухаживать за своими измерительными приборами, вовремя меняйте элементы питания и всегда проводите дезинфекцию перед использованием. Напоминаем, поверку средств измерений необходимо проводить в аккредитованных Государственных региональных центрах Росстандарта.

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

АТЕ-2530 Пирометр

Измерять температуру на расстоянии необходимо не только во время технологических процессов, но и при наладке автономного отопления. Фактические температурные показатели проверяют после монтажа и просчёта удельной мощности приборов, которые предназначены для обогрева. С его помощью можно получить показатели температурного режима раскалённых или труднодоступных предметов. Ведь бывают ситуации, когда предмет для здоровья человека опасен или он находится в недоступном месте.

Для этих целей лучше всего применять инфракрасный пирометр.

Пирометр — история происхождения

Первый пирометр изобрёл голландский физик Питер ван Мушенбрукт. Такие приборы температуру тел могли измерять только визуально. А расчёты основные составлялись при обработке информации о яркости и изменении цвета раскалённого предмета. Такие показатели точными не были.

Значительно расширилась функциональность таких приборов в настоящее время. Это позволяет определять температуру не только предметов нагретых, но и тех, у которых значение не превышает 0 градусов.

В 60-е годы XIX века началось совершенствование этого устройства. На сегодняшний день эта отрасль успешно развивается.

Благодаря активным разработкам можно производить пирометры для промышленности. Они оснащены более высокими техническими характеристиками. При освоении нанотехнологий с каждым годом размер оборудования уменьшается. Это делает максимально удобным их применение.

В 1967 году была разработана первая портативная модель этого оборудования. Сделала это американская компания Wahi. Она является прототипом современных инфракрасных приборов. Работу оборудования позволило усовершенствовать введение новых разработок и технологий. Основной принцип работы строился на измерении тепловой энергии, излучаемой объектом. На сегодняшний день можно дистанционно определять температурные показатели твёрдых и жидких тел.

Читайте так же:
Как сделать из стиральной машины перосъёмную

Основные признаки

Выделяют три типа приборов по этому критерию:

Пирометры Радиационные

  1. Цветовые. Это оборудование измеряет температурный режим объекта, основываясь на его цветовом отображении поверхности в различных спектрах.
  2. Радиационные. Температура поверхности определяется по мощности теплового излучения.
  3. Яркостные. Показатель определяется сравнением цвета объекта и оттенка эталонной нити.

Температурный диапазон и тип исполнения

Пирометр имеет два типа модификаций:

  1. Высокотемпературные. Оценивают только предметы нагретые. У таких устройств одним из важнейших параметров служит предельная измеряемая температура.
  2. Низкотемпературные. Ими можно измерять только температуру ниже 0 градусов.

Прибор бесконтактный можно классифицировать и по типу назначения:

  1. Устройства стационарные используются для высокоточных измерений. Они необходимы крупным промышленным предприятиям, где постоянно следует вести контроль за температурными данными.
  2. Портативная модель — это карманный вид оборудования. Незаменимы в том случае, если к объекту невозможно близко подойти. На них установлен экран, на котором указывается графическая и текстовая информация.

Принцип работы и конструкция прибора пирометра

Пирометр DT-8860B

Для того, чтобы измерить температурный режим на поверхности того или иного материала, существует множество приборов различного типа. Эти приборы делятся на контактные или с дистанционным снятием значений. Пирометры относят к приборам с дистанционным снятием показателей.

Принцип работы основывается на измерении тепловых волн, излучаемых нагретой поверхностью.

Конструкция прибора пирометра следующая:

  1. Датчик.
  2. Кнопка.
  3. Электронный преобразователь.
  4. Корпус.
  5. Измерительно-счётное устройство.
  6. Ось видоискателя.
  7. Видоискатель.
  8. Зеркало.
  9. Оптическая система.

Принцип работы следующий: через раструб прибора излучение попадает на датчик пирометрический. В нём энергия преобразуется из тепловой в электрическую. Мощность поступающего сигнала зависит от температуры поверхности, на которой она измеряется — чем больше будет температурный показатель, тем мощнее будет сила тока, которая генерируется датчиком. При помощи преобразователя электронного типа полученные результаты выводятся на жидкокристаллический экран.

Тепловизоры — это одна из разновидностей пирометров. Их принцип работы основывается на сравнении эталонного спектра и спектра теплового излучения.

Пирометр для измерения температуры

От объектов, которые попали в объектив оборудования, проецируется на цветной экран картинка тепловых волн. Величину температуры можно определить по спектральной характеристике, а также визуально следить за её градиентным изменением по всей площади измеряемого материала.

Практическое применение тепловизоры нашли и для частного автономного отопления. При их помощи можно в скрытом трубопроводе точно установить место протечки.

Технические характеристики

У инфракрасного пирометра, как и у любого прибора, имеются свои технические характеристики. При выборе той или иной модели человек опирается именно на них. Самые важные из них мы сейчас и опишем более подробно.

Оптическое разрешение

Пирометр SONEL DIT-500

Этот параметр определяет площадь объекта, где нужно измерить температурный показатель. Этот показатель полностью зависит от угла объектива аппарата. Чем больше этот угол, тем площадь измерения температуры будет значительнее. Но при этом ещё учитывается и расстояние до поверхности измерения. Основным условием точного результата является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Значение температурного показателя будет неточным при превышении площади.

Оптическим разрешением называют величину отношения диаметра пятна устройства к расстоянию до объекта. Оно может колебаться, в зависимости от модели прибора, от (2:1) до (600:1). Величина (600:1) относится к профессиональным приборам измерения, которые применяются для того, чтобы снять показатели нагрева поверхности материала в тяжёлой промышленности. Для полупрофессиональных и бытовых приборов оптимальным показателем является величина, равная (10:1).

Рабочий дизайн

Эта характеристика определяется параметрами пирометрического датчика. Для большинства приборов он колеблется в пределах от (—30) до (+360) градусов. Практически все виды пирометров можно применять для бытовых целей с учётом того, что максимальная температура в системе отопления может быть (110) градусов.

Читайте так же:
Как подразделяются стали по степени раскисления

Погрешность и коэффициент излучения

Эта характеристика в зависимости от точности настроек прибора указывает степень колебаний значений температурного режима. В среднем от нормированного показания допускаются отклонения в пределах 2%.

Инфракрасный Термометр

Коэффициент излучения — это отношение мощности теплового излучения при определённом температурном показателе к такому же параметру эталонного тела, который имеет абсолютно чёрный цвет. Для материалов неблестящих он составляет 0,9−0,95. Именно по этой причине многие оборудования дистанционного измерения температурного показателя настроены на такое число.

Но если попробовать ими измерить, насколько нагрета поверхность алюминиевая, то на индикаторе значение будет от фактического отличаться значительно.

Многие модели для точности измерения оборудованы лазерной указкой. Располагается световое пятно не в центре, а обозначает оптимальную границу измеряемой области.

Как пирометром пользоваться

После того, как вы купите такой прибор для измерения температуры поверхности, ознакомьтесь детально с инструкцией. Несмотря на то, что правила эксплуатации несложные, к значительным искажениям показателей температуры могут привести неправильные действия.

Как правильно определять какую температуру нагрева имеет материал:

  1. Устройство необходимо включить.
  2. На измеряемую поверхность направить раструб.
  3. Отделить границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
  4. После того как активируется прибор на дисплее появиться значение температуры. Значения могут заменяться следующими показателями или записываться в память устройства. Всё зависит от выбранной модели.

Модели одноцветные

Пирометр DT-811

Одноцветный (инфракрасный) прибор предназначается для определения только одной тепловой волны. Они имеют небольшую стоимость и являются хорошим устройством портативного типа. Их принцип работы прост: нужно просто устройство навести на объект и нажать нужную кнопку. Преимущество его в том, что замеры можно проводить на любом расстоянии. В таких устройствах существуют некоторые ограничения по замеру диаметра пятна. А ещё они к загрязнённости окружающей среды очень чувствительны. Из-за таких недостатков сфера их применения ограничена, так как во влажном или загрязнённом помещении работать оборудование будет некорректно.

Инфракрасная термопара является упрощённой разновидностью пирометра одноцветного. Его особенностью является отсутствие сложной электроники, которая применяется для усиления входящего сигнала. Именно такое свойство стало его главным достоинством. Термопара работает по простому принципу: излучение преобразуется в нелинейный термопарный сигнал.

Преимущества термопара:

  1. Показатель максимальной температуры больше других.
  2. С измерительными приборами хорошая совместимость.
  3. Невысокая цена.

Недостатки:

  1. Широкий спектральный диапазон.
  2. Погрешность больше 2%.

Что такое двухцветный пирометр

Такое устройство появилось сравнительно недавно. Это модель более усовершенствованная, которая может измерять более двух излучаемых волн. Его преимуществом является то, что он может работать в различных цветовых спектрах. Благодаря этим показателям можно применять это оборудование в загрязнённых местах, так как наличие посторонних компонентов (пара, газа, дыма и прочих) на его работу не влияют.

Этот пирометр в работе с показателями черноты тоже незаменим. Он определит с точностью температуру твёрдого металла, который переходит в жидкое состояние.

Пирометры оптоволоконные и лазерные

Принцип работы такого оборудования идентичен приборам традиционным. Отличием является наличие оптоволоконного кабеля. По этому кабелю транспортируется световой поток. Такая комплектация хороша тем, что можно произвольно изгибать такой шнур. Благодаря такому качеству замеры можно проводить даже в самых труднодоступных местах.

Пирометры оптоволоконные нашли широкое применение в местах, где повышенное электромагнитное поле, и полностью бессильны традиционные модели. Они оснащены фиксированным фокусом. Эти устройства позволяют производить замеры излучения тепловой энергии с самым минимальным диаметром пятна 0,1 миллиметр. Но этот фокус ограничивает расстояние замеров: для того чтобы измерение было точным необходимо соблюдать указанную дистанцию в инструкции.

Лазерные прицелы на пирометрах были установлены для того, чтобы производить замеры на большой дистанции. Такие приборы бывают нескольких видов:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector