Як вибрати пірометр
Пірометр (інфрачервоний термометр) – це вимірювальний прилад, призначений для безконтактного (дистанційного) вимірювання температури на поверхні різних тіл. Принцип дії пірометра заснований на вимірюванні потужності теплового випромінювання від вимірюваного тіла, переважно в діапазоні інфрачервоного випромінювання.
Для того щоб вибрати інфрачервоний пірометр слід обов'язково звернути увагу на такі його характеристики:
- тип пірометра;
- діапазон вимірюваних температур;
- коефіцієнт емісії;
- співвідношення D:S;
- наявність і тип лазерного цілевказівника;
- наявність термопари.
Тип пірометра
У першу чергу потрібно визначитися для чого потрібний пірометр, температура яких тіл буде вимірюватись з його допомогою. Якщо потрібно вимірювати температуру тіла людини – тоді Вам підійде тільки медичний пірометр, який має маленьку похибку вимірювання саме в діапазоні температур від 35 до 42°C. Якщо ж вимірювати температуру тіла людини не потрібно, тоді Вам підійде "звичайний" інфрачервоний пірометр.
Нижче на фото показано приклад вимірювання температури людини за допомогою медичного Flus IR-805 та "звичайного" Flus IR-801H пірометрів. Як видно, показання звичайного пірометра занижені.
Діапазон вимірюваних температур
Пірометр повинен мати відповідний діапазон вимірюваних температур. У побуті зазвичай достатньо максимальної температури вимірювання близько 500°C, але все ж рекомендується брати пірометр з максимальною вимірюваною температурою до 1000°C. Для виробничих потреб, розплавів потрібно брати професійний пірометр з максимальною вимірюваною температурою понад 1000°C.
Нижче на фото показано вимірювання температури гарячої конфорки низькотемпературним Flus IR-810 (максимальна вимірювана температура 330°C) і більш високотемпературним Flus IR-806 (максимальна вимірювана температура 650°C) пірометрами. Як видно, низькотемпературний пірометр не може визначити температуру, оскільки температура конфорки перевищує його діапазон вимірювання.
Коефіцієнт емісії
Це спеціальний поправочний коефіцієнт, який враховує здатність різних поверхонь по-різному випромінювати в інфрачервоному спектрі. Неправильна установка цього коефіцієнта вносить найбільшу похибку в результат вимірювання температури пірометром. Бувають пірометри з фіксованим (незмінним) коефіцієнтом емісії 0.95, які підходять для безконтактного вимірювання температури більшості матових поверхонь, і змінним (як правило, в діапазоні від 0.1 до 1). Пірометри зі змінним коефіцієнтом емісії дозволяють точно вимірювати температуру будь-яких поверхонь (як матових, так і блискучих). Наприклад, для води коефіцієнт емісії потрібно встановлювати рівним 0.85, а для алюмінію – близько 0.20.
Нижче на фото показано вимірювання температури киплячої води двома однаковими пірометрами Flus IR-862, але з різними коефіцієнтами емісії. У каструлі кипить вода і, відповідно, температура її поверхні 100°C. Як видно на фото, у випадку води величина коефіцієнта емісії має бути менше стандартного 0.95, щоб покази пірометра не були заниженими.
Співвідношення D:S
Це оптична роздільна здатність пірометра, тобто відношення відстані D (distance) між пірометром і поверхнею, температура якої вимірюється, до діаметру плями S (spot) з якої знімаються температурні показання. У пірометра діаметр S залежить від відстані D і чим більше відстань від пірометра до вимірюваної поверхні, тим більше діаметр цієї плями. Наприклад, пірометр з D:S 12:1 на відстані 5 метрів буде знімати показання температури з плями круглої форми діаметром 42 см (1/12*5 м = 0,42 м), а пірометр з D:S 50:1 – з плями діаметром вже 10 см (1/50*5 м = 0,10 м), тобто, з більшою точністю. Для комфортного вимірювання в домашніх умовах рекомендується пірометр із співвідношенням D:S не гірше 12:1, а краще – 30:1. Для промислового використання необхідно брати пірометр з D:S 50:1 і вище.
Нижче на фото показано вимірювання температури емальованої каструлі з однієї і тієї ж відстані (3 м), але різними пірометрами з D:S 50:1 (Flus IR-861) і 12:1 (Flus IR-826). Коефіцієнти емісії однакові (0.95). В каструлі кипить вода і температура її поверхні 100°C. Як видно, у випадку останнього пірометра, покази температури набагато нижчі, ніж 100°C, хоча його лазерний цілевказівник і вказує на центр каструлі. Чому так? Справа в тому, що область з якої пірометр знімає покази температури на такій відстані вже більше розмірів самої каструлі і він «захоплює» і частину стіни, яка холодніше.
Наявність і тип лазерного цілевказівника
Лазерний цілевказівник - це світловий червоний промінь, який візуально вказує однією, двома, чотирма або більшою кількістю точок місце, з якого знімаються показання температури. Чим більше точок, тим точніше можна визначити межі області, з якої знімаються показання температури.
Нижче на фото показаний приклад багатоточкового цілевказівника в пірометрі Flus IR-829. Можна чітко бачити, що покази температури знімаються тільки з поверхні кастрюлі в якій кипить вода.
Наявність термопари (для пірометрів зі змінним коефіцієнтом емісії)
Термопара – це пара провідників з різних металів, сполучених на двох кінцях. При нагріві одного кінця виникає термоелектричний ефект – електрорушійна сила (термо-ЕРС), яка може бути проінтерпретована як температура нагріву.
Хоча термопара не є невід’ємною складовою пірометра, її наявність може бути корисною у випадку, коли вимірювання за допомогою пірометра неможливе (наприклад, при потребі вимірювати температуру в закритому боксі, інкубаторі), або у випадку дистанційного вимірювання температури поверхні з невідомим коефіцієнтом емісії. При одночасному вимірюванні температури пірометром і термопарою можна порівняти обидва результати. У випадку розбіжності, в пірометрі можна зробити коригування коефіцієнта емісії аж до повного співпадіння результатів і, відповідно, визначати таким чином цей невідомий коефіцієнт.
Нижче на фото показано визначення коефіцієнта емісії для сталевої каструлі за допомогою пірометра з термопарою Flus IR-820. Як можна бачити, значення температури що дає термопара і пірометр практично співпадають, тобто коефіціент емісії 0.95 для даної поверхні підходить.
