Как выбрать пирометр
Пирометр (инфракрасный термометр) – это измерительный прибор, предназначенный для бесконтактного (дистанционного) измерения температуры поверхности различных тел. Принцип действия пирометра основан на измерении мощности теплового излучения от измеряемого тела, преимущественно в диапазоне инфракрасного излучения.
Для того чтобы выбрать инфракрасный пирометр следует обязательно обратить внимание на такие его характеристики:
- тип пирометра;
- диапазон измеряемых температур;
- коэффициент эмиссии;
- соотношение D:S;
- наличие и тип лазерного целеуказателя;
- наличие термопары.
Тип пирометра
В первую очередь нужно определиться для чего нужен пирометр, температура каких тел будет измеряться с его помощью. Если нужно измерять температуру тела человека – тогда Вам подойдет только медицинский пирометр, который имеет маленькую погрешность измерения именно в диапазоне температур от 35 до 42°C. Если же измерять температуру тела человека не нужно, тогда Вам подойдёт "обычный" инфракрасный пирометр.
Ниже на фото показан пример измерения температуры человека с помощью медицинского Flus IR-805 и "обычного" Flus IR-801H пирометров. Как видно, показания обычного пирометра занижены.
Диапазон измеряемых температур
Пирометр должен иметь подходящий диапазон измеряемых температур. В быту как правило достаточно максимальной температуры измерения около 500°C, но все же рекомендуется брать пирометр с максимальной измеряемой температурой до 1000°C. Для производственных нужд, расплавов нужно брать профессиональный пирометр с максимальной измеряемой температурой свыше 1000°C.
Ниже на фото показано измерение температуры горячей конфорки низкотемпературным Flus IR-810 (максимальная измеряемая температура 330°C) и более высокотемпературным Flus IR-806 (максимальная измеряемая температура 650°C) пирометрами. Как видно, низкотемпературный пирометр не может определить температуру, т.к. температура конфорки превышает его диапазон измерения.
Коэффициент эмиссии
Это специальный поправочный коэффициент, учитывающий способность разных поверхностей по-разному излучать в инфракрасном спектре. Неправильная установка этого коэффициента вносит наибольшую погрешность в результат измерения температуры пирометром. Бывают пирометры с фиксированным (неизменяемым) коэффициентом эмиссии 0.95, которые подходят для бесконтактного измерения температуры большинства матовых поверхностей, и изменяемым (как правило, в диапазоне от 0.1 до 1). Пирометры с изменяемым коэффициентом эмиссии позволяют точно измерять температуру любых поверхностей (как матовых, так и блестящих). Например, для воды коэффициент эмиссии нужно устанавливать равным 0.85, а для алюминия – около 0.20.
Ниже на фото показано измерение температуры кипящей воды двумя одинаковыми пирометрами Flus IR-862, но с разными коэффициентами эмиссии. В кастрюле кипит вода и, соответственно, температура её поверхности 100°C. Как видно на фото, в случае воды величина коэффициента эмиссии должна быть меньше стандартного 0.95, чтобы показания пирометра не были заниженными.
Соотношение D:S
Это оптическое разрешение пирометра, т.е. отношение расстояния D (distance) между пирометром и поверхностью, температура которой измеряется, к диаметру пятна S (spot) с которого снимаются температурные показания. У пирометра диаметр S зависит от расстояния D и чем больше расстояние от пирометра до измеряемой поверхности, тем больше диаметр этого пятна. Например, пирометр с D:S 12:1 на расстоянии 5 метров будет снимать показания температуры с пятна круглой формы диаметром 42 см (1/12*5 м = 0,42 м), а пирометр с D:S 50:1 – с пятна диаметром уже 10 см (1/50*5 м = 0,10 м), то есть с большей точностью. Для комфортного измерения в домашних условиях рекомендуется пирометр с соотношением D:S не хуже 12:1, а лучше – 30:1. Для промышленного использования необходим пирометр с D:S 50:1 и выше.
Ниже на фото показано измерение температуры эмалированной кастрюли с одного и того же расстояния (3 м), но разными пирометрами с D:S 50:1 (Flus IR-861) и 12:1 (Flus IR-826). Коэффициенты эмиссии одинаковы (0.95). В кастрюле кипит вода и температура её поверхности 100°C. Как видно, в случае последнего пирометра, показания температуры гораздо ниже, чем 100°C, хотя его лазерный целеуказатель и указывает на центр кастрюли. Почему так? Дело в том, что область с которой пирометр снимает показания температуры на таком расстоянии уже больше размеров самой кастрюли и он «захватывает» и часть стены.
Наличие и тип лазерного целеуказателя
Лазерный целеуказатель - это световой красный луч, который визуально указывает одним, двумя, четырьмя или большим количеством точек место, с которого снимаются показания температуры. Чем больше точек, тем точнее можно определить границы области, с которой снимаются показания температуры.
Ниже на фото показан пример многоточечного целеуказателя у пирометра Flus IR-829. Можно четко видеть, что показания температуры снимаются только с поверхности кастрюли в которой кипит вода.
Наличие термопары (для пирометров с изменяемым коэффициентом эмиссии)
Термопара – это пара проводников из разных металлов, соединенных на двух концах. При нагревании одного конца возникает термоэлектрический эффект – электродвижущая сила (термо-ЭДС), которая может быть проинтерпретирована как температура нагрева.
Хотя термопара не является неотъемлемой составляющей пирометра, ее наличие может быть полезно в случае, когда измерение с помощью пирометра невозможно (например, при необходимости измерять температуру в закрытом боксе, инкубаторе) или в случае дистанционного измерения температуры поверхности с неизвестным коэффициентом эмиссии. При одновременном измерении температуры пирометром и термопарой можно сравнить оба результата. В случае расхождения, в пирометре можно сделать корректировку коэффициента эмиссии вплоть до полного совпадения результатов и, соответственно, определить таким образом этот неизвестный коэффициент.
Ниже на фото показано определение коэффициента эмиссии для стальной кастрюли с помощью пирометра с термопарой Flus IR-820. Как можно видеть, значения температуры которые даёт термопара и пирометр практически совпадают, т.е. коэффициент эмисии 0.95 для данной поверхности подходит.
