+38 (044) 599-10-11 +38 (097) 559-01-01 +38 (095) 559-01-01
Пн–Пт: 09:00–17:00,
Заказ товаров:
По телефону ежедневно
с 9:00 до 19:00
На сайте круглосуточно
Популярные посты
Инфракрасный градусник - скоростной пирометр для измерения температуры тела
Градусник инфракрасный для взрослых и особенно детей, сокращает время на измерение температуры тела в десятки раз при точности, соизмеримой с ртутным ...
05 Января 2016 3352
Как измерить кислотность почвы - ph земли
О том как измерить кислотность почвы, о водородном показателе пш, о преимуществах и недостатках методов определения PH земли, читайте в нашей статье...
29 Февраля 2016 3327
Какой термометр бесконтактный выбрать для Ваших нужд
Температурный показатель – один из тех параметров, которые встречаются практически на каждом производстве. Это могут быть пищевая и легкая промы...
24 Декабря 2015 3292

Не простой пирометр - особенности бесконтактных измерений температуры

Инфракрасный пирометр, элегантный снаружи и похожий на пистолет, с виду кажется простым в эксплуатации и в принципе так и есть, если знать несколько тонкостей бесконтактного измерения температуры.
Это только в уже подзабытом хите группы «Технология» все просто: “нажми на кнопку – и получишь результат”.

В идеале, нажав курок инфракрасного термометра, показания мы получим, но какие ?
Даже простейший ртутный или спиртовой градусник и тот требует элементарного алгоритма «настройки» - немного его встряхните, обеспечьте плотный контакт с телом и можно проводить измерение температуры.

Честно говоря, любой термометр - электронный, кухонный – щуп, жидкостный или с термопарой вопросов вызывает в разы меньше.

Пирометр для промышленности

Дистанционное измерение температуры для ряда технологических процессов уже насущная необходимость и даже де факто стандарт и пирометр для измерения мощности теплового излучения требует учета технологических особенностей.

Вот яркие примеры, когда от достоверности показаний зависит жизнедеятельность населения и безопасность технологических процессов:

  • контроль теплотрасс и поиск мест порывов;
  • обнаружение перегрева в розетках и электрических кабелях;
  • отслеживание температурных режимов в металлургии.

Инфракрасный пирометр – откуда берется погрешность ?

Решили купить пирометр и с гордостью разглядываете в паспорте радующую взгляд характеристику: «отклонение ±1%» ?

Столь незначительная погрешность – норма в дистанционных термометрах для профессионалов, правда справедливости ради надо сказать, что на пирометр с такой погрешностью цена может быть выше в 2-3 и более раз, чем на ИК термометр для дома.

Но возьмем за основу приведенную цифру точности ±1%.

Завод – изготовитель приборов для измерения температуры не лукавит. Тем более если бренд раскручен и известен качеством, что подтверждает поверка пирометра.

Но… Идеальное измерение температуры на расстоянии может быть гарантировано в лучшем случае в исследовательской лаборатории с гарантированными параметрами микроклимата, идеальной формой и покрытием поверхности объекта, выверенным до миллиметров расстоянии.

В реальности заявленная погрешность пирометра в 1 % быстро растет, формируясь в значительно большее отклонение.

Учитываем коэффициент излучения поверхности

Коэффициент излучения поверхности

Представьте себе, что Вы свариваете листы металла. Чтобы обеспечить качественное неразрывное соединение, сварщик тщательно зачистит (возможно до блеска) кромки листов.

Сварка пойдет «как по маслу».

Периодический контроль сварочного шва требует визуального осмотра - конечно после остывания листов.
Берете пирометр, направляете на объект сварки, проверяете температуру, уверенно касаетесь (надеемся в защитных перчатках) листа и наблюдаете, как ткань рукавиц начинается дымиться…

Зачищенные листы в ходе сварки покрываются окалиной, окисляются и в целом темнеют.
«Взор» инфракрасного термометра может попасть как на блестящую поверхность, так и покрытую сажей.
И в одном случае, пирометр покажет 100°C, а в другом - 200°C.

Если же проводить бесконтактное измерение температуры издалека, в поле зрения оптической линзы ИК термометра могут попасть и зачищенные и окисленные поверхности и более того – инфракрасное излучение от посторонних предметов и на дисплее будет температурная «каша».

Проверьте заранее результат, который выдает бесконтактный пирометр и подстройте коэффициент эмиссии.

Лучший вариант - использовать термометр с термопарой как температурный эталон или пирометр купить с уже входящим в комплект внешним датчиком температуры, цена на подобный измеритель температуры 2в1 будет меньше.

Калибровка пирометра

Что делать, если у Вас простенький недорогой бесконтактный термометр без подстройки коэффициента эмиссии, что не позволит учитывать разницу в излучении покрытия поверхности ?

Пусть не самое лучшее, но решение есть ! Правда без температурного датчика не обойтись.

Выполняем измерения температуры двумя способами - дистанционным и термометром термопарой при последовательном увеличении температуры и заносим данные в таблицу.

калибровка пирометра

Разница в данных пирометра и термометра с термопарой может ощутимой и объясняется во-первых, различающейся в десятки раз отражательной способностью поверхности предметов, во-вторых, невозможностью инфракрасного термометра подстраивается путем изменения коэффициента эмиссии.

Речь конечно идет про пирометры без опции подстройки.

Предположим, что ИК термометр завышает показания на 25°C во всем диапазоне измерения.

Самый простой вариант, когда зависимость является линейной, как в нашем случае и поправка всегда составит одну и ту же величину 25°C. Тогда если например пирометр показывает 135°C, мы можем “предсказать”, что реальная температура, измеренная термопарой составит 110°C.

И так во всем диапазоне температуры - каждый раз добавлять постоянное корректирующее значение.

Если же зависимость носит не линейный характер, тогда поправка для каждого измеренного значения будет разной и придется каждый раз обращаться к таблице.

Тогда возникает другой вопрос. С каким шагом делать калибровку ? У нас в таблице пример больше теоретический - шаг в 10°C безусловно, слишком великоват.

Желательно конечно, делать контрольные промеры как минимум через 1°C, но если говорит строго, то с шагом, не превышающим погрешности пирометра.

Не но все так просто. Приведенные зависимости и поправочные коэффициенты температуры справедливы только для одного вида поверхности.

Например для не окисленной медной пластины. Как только медь потемнеет под действием кислорода, придется заново перемерять, составлять новую таблицу и рассчитывать поправки.

Не совсем удобный метод измерения температуры простейшим, и как правило дешевым инфракрасным термометром.
Как-то по-кустарному. Но в принципе работает.

Пирометр купить

Хотя на этом примере четко видно, что лучше немного доплатить и купить пирометр с ручной настройкой под переменный коэффициент излучения поверхности, тем более что цена может вырасти всего на 20-25 %.

Именно такой плавный и лояльный диапазон цен на пирометры от торговой марки FLUS.

Кстати описанный нами процесс калибровки - это "последний шанс" для пирометров, не прошедших поверку и за эту услугу компании, специализирующиеся на поверке и калибровке пирометров, берут не малые деньги.
Да конечно у них в наличии прецизионные измерительные приборы, в частности искусственное черное тело, но при желании простейшую калибровку пирометра реально сделать и самостоятельно.

Дистанционное измерение температуры - точность зависит от расстояния

При удалении от исследуемой поверхности, даже при неизменной температуре, показания на дисплее пирометра, могут серьезно варьироваться.

Неужели такое возможно и реально ли уменьшить погрешность ?

Вернее вопрос нужно ставить так – на каком удалении от объекта инфракрасный термометр представит нам наиболее достоверные цифры ?

Черное тело для поверки пирометров

Поверка пирометров - важная процедура, для подтверждения заводской, паспортной точности.

Для этого используется искусственно созданный аналог «черного тела» с коэффициентом излучения почти равным единице.

Поверка пирометра производятся на определенном расстоянии, на котором дистанционный термометр обладает минимальной погрешностью.

В реальности угол (точнее пространственный конус) не идеален и сфера «захвата» инфракрасного излучения приобретает настолько сложную объемную геометрическую форму, что описать ее математическими методами не представляется возможным.

Полностью устранить погрешность, вызванную этим явлением, не реально, но вот свести ее к минимуму можно эмпирическим путем. Поможет в этом опять же термометр на термопаре.

Пирометр - пятно визирования и точность измерения температуры

Алгоритм нахождения достоверного расстояния очень простой.

  1. Проводим точное измерение температуры поверхности, используя термометр с термопарой.
  2. Медленно перемещаем инфракрасный пирометр вдоль условной оси, перпендикулярно к плоскости.
  3. Добиваемся, чтобы показания бесконтактного термометра и термопары минимально отличались.
  4. Измеряем лазерной рулеткой или метром полученное расстояние.
  5. При последующих замерах стараемся располагать ИК термометр на этом же расстоянии.

В 2010 году на международной космической станции (МКС) космонавты проводили дистанционное измерение температуры, фактически жизненно важный с точки обеспечения безопасности эксперимент - искали условную утечку кислорода в открытый космос.
В месте гипотетического микроскопического отверстия, температура корпуса станции понижена, и небольшое отклонение можно обнаружить.

Как видим даже в космосе пригодился инфракрасный термометр для измерения теплового излучения. И даже в безжизненном космическом пространстве нужно знать тонкости и секреты.

У нас, на Земле все намного проще. Есть время и апробированные методики по точной настройке, а грамотный учет ключевых факторов, позволяющих повысить точность, оправдает пирометр в глазах самых закоренелых скептиков.

Автор - ЧП Бром

04 Февраля 2016 729 0
Оставить отзыв
Поставьте оценку
Код защиты:
captcha
Ваш ответ
Код защиты:
captcha
Ваш комментарий будет опубликован после модерации администратором
Похожие посты
Фильтр
Найдено 5 
Подтвердите
Для того, что бы добавить товар в список желаний, Вам нужно