+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
Как работает отпугиватель собак
Почему для отпугивания собак был выбран ультразвук, а не звуковой диапазон ? Разберемся как работают эти защищающие нас приборы...
23 Июня 2016 16449
Принцип работы рефрактометра
Рассчитать мгновенно концентрацию растворенного вещества в растворе при помощи света, без лабораторного анализа ? Фантастика ! Рассмотрим принцип рабо...
07 Февраля 2016 13290
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 12745

Не простой пирометр - особенности бесконтактных измерений температуры

Строгий, с выверенными формами и похожий на пистолет инфракрасный пирометр, 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”.

высокотехнологичный для заводов и промышленности пирометр

В идеале, нажав курок, 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.

Дистанционное измерение температуры пирометром для ряда технологических процессов уже насущная необходимость и даже де факто стандарт и измерение 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 термометр – откуда берется погрешность ?

С гордостью разглядываете новый пирометр от проверенных брендов и видите в техническом паспорте солидную характеристику: «отклонение ±1%» ?

сверх точный пирометр для измерения температур на большом расстоянии


Столь незначительная погрешность – норма в дистанционных термометрах для профессионалов, правда справедливости ради надо сказать, что на ИК термометр 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 измерительного прибора в 1 % быстро растет, формируясь в значительно большее отклонение.

Учитываем коэффициент излучения поверхности

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

при сварочных работах температуру металлических листов безопасно измеряют пирометром

Сварка пойдет «как по маслу».

Периодический контроль сварочного шва требует визуального осмотра - конечно после остывания листов.
Направляете на объект сварки, для проверки температуры, "дуло" пирометра, и успокоившись, что температура низкая, 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, будет показано 100°C, а в другом - 200°C.

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

Проверьте заранее результат 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

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

простенький не дорогой пирометр без настроек


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 термометра с термопарой и пирометра 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 модели 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 данные пирометра составляют 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 пирометра ? 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 паспортной погрешности.

    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.

высокоточный бесконтактный пирометр от производителя FLUS

Хотя на этом примере четко видно, что лучше купить, немного доплатив 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 инфракрасные термометры от торговой марки FLUS.

Кстати описанный нами процесс калибровки - это "последний шанс" для приборов, не прошедших поверку и за эту услугу компании, специализирующиеся на поверке и калибровке, 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, 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

Важная процедура поверки пирометров служит для подтверждения заводской, паспортной точности.

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

Метрологическая операция производится 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 с термопарой.

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 бесконтактный термометр вдоль условной оси, перпендикулярно к плоскости.
  3. Добиваемся, чтобы показания ИК пирометра 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 пирометра, оправдает сам метод в глазах закоренелых скептиков.

04 Февраля 2016 2104 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