У ногу з часом - пірометр IR-833 з кольоровим дисплеєм точно виміряє температуру безконтактно і термопарою
Пірометр купують в першу чергу для реалізації однієї або декількох базових функцій, при цьому додаткові опції при виборі інфрачервого термометра відіграють другорядну роль, хоча з часом стають де факто стандартом.
Це правило відноситься не тільки до приладів для вимірювання температури, але і до побутової техніки і до засобів зв'язку, і взагалі до будь-якій апаратурі.
Наведемо два приклади.
Мобільні телефони ще 10-15 років тому оснащувалися переважно чорно-білими дисплеями, оскільки базові функції для них - дзвінки і передача повідомлень, а засоби відображення інформації були на другому місці.
Але минуло кілька років, маркетологи прорахували, інженери задумалися, а виробники реалізували і тепер приємно тримати в руках сучасний смартфон з десятками тисяч колірних відтінків, на відміну від похмурого і не інформативного малофункціонального телефону початку 2000-х років.
Чорно-білі телевізори десятиліттями “панували” в квартирах наших батьків, дідусів і бабусь. Чи залишилися вони ще у кого небудь?
Інфрачервоні пірометри не виняток.
Хоча треба визнати, що безконтактні термометри значно більш консервативні і мабуть еволюція з кольоровими дисплеями запізнилася на десятиліття.
Основних причин дві.
- Вузька сфера застосування. Це все-таки не телевізори та телефони. “Температуру вимірює? І добре.” А дисплей … Ну не кольоровий і ладно. Але колір це не самоціль, не забуваємо, що наші органи зору сприймають світ саме в кольорі, а не в чорно-білих тонах.
І об'єктивно знайти пояснення - чому пірометри не оснащувались раніше кольоровими дисплеями досить складно. На нашу думку, колір дисплея слід “прив'язувати” до функціоналу. Це зараз інфрачервоний термометр вміє багато чого: і налаштовувати коефіцієнт емісії і контролювати температурний діапазон, і проводить розрахунок ряду математичних функцій.
Сучасний інфрачервоний термометр категорії ТОП оснащується картою пам'яті і може підключатися через кабель до входу USB ноутбука для роботи в режимі самописця температури.
А що було раніше? Одна-єдина цифра на дисплеї. Який сенс вбудовувати кольоровий дисплей? Ніякого. Підсвічувати нічого. Немає обсягу інформації, яку потрібно групувати за кольорами, щоб очима швидко пробігтися по десятку показників і скласти повну картину.
IR-833 може чимало, тому виробник і вирішив “рухатися в бік кольоровості”. - Встановлена на ІЧ термометр ціна. Зрозуміло, що кольоровий дисплей коштує дорожче. Але якщо знову ж звернутися до телефонів, то ніхто не говорить, ну за винятком може тільки бабусі, якій бажано мати апарат з однією кнопкою, що “я не купуватиму телефон з кольоровим дисплеєм, тому що він дорожче”.
Інфрачервоний дистанційний вимірювач температури IR-833 оснащений четирехстрочном кольоровим дисплеєм, і на нашу думку після роботи з ним, на зеленуваті, синюваті або інші одноколірні екрани дивитися як то не хочеться.
А як щодо базових функцій дистанційного вимірювання температури ?
З цим якраз все в порядку.
7 причин купити пірометр IR-833
- Широкий діапазон дистанційного вимірювання температури.
Верхня межа 900°С більш ніж достатня, щоб перевірити в домашніх умовах практично всі агрегати автомобіля: від гальмівних колодок, дисків, системи охолодження і випуску відпрацьованих газів.
Температура стін, батарей, обігрівачів, кондиціонерів – це просто “насіння” для ІЧ термометра IR-833. І навіть температура димоходів при проектуванні і будівництві лазень і саун в кілька сотень градусів завжди буде під контролем.
А що на виробництві, де пірометри використовуються для контролю основних і допоміжних температурних режимів?
Контактні цифрові термометри можуть працювати спільно з безконтактними вимірювачами температури, але в деяких випадках, останні явно краще.
По-перше, при вимірюванні високих температур, може застосовуватися термометр з термопарою, але якщо виробничому персоналу знаходитись поруч небезпечно, доводиться відійти на кілька метрів.
А як тоді спостерігати свідчення? Потрібно розділяти функції термопари і відображення інформації - виносити дисплей на безпечну відстань, наприклад за допомогою кабелю.
А це значно ускладнює і робить ненадійним процес вимірювання. Інфрачервоні термометри в цьому плані явно виграють, оскільки функції вимірювання і відображення інтегровані в одному пристрої.
Термометр з термопарою за своєю суттю “прив'язаний” до досліджуваного об'єкта – без безпосереднього контакту отримати результат не вийде, а інфрачервоний IR-833 як раз навпаки “повністю вільний” і ніяк не прив'язаний до поверхні деталі або заготовки.
Приймальна оптична лінза дбайливо збере інфрачервоні промені, а дисплей відобразить поточну температуру і ряд додаткових показників в кольорі.
По-друге, як вимірювати температуру рухомих деталей або обертових елементів машин і механізмів? Наприклад температуру обертового шліфувального круга. Контактний термометр зітреться в пил за секунду. Без пірометра ніяк не обійтися. - Оптична роздільна здатність 30:1.
Максимальна вимірювана температура і навпаки мінімальний розмір об'єкта пов'язані з показником оптичного візування. І тут на перше місце виходить безпека. Чим ширше температурний діапазон, тим безпечніше знаходиться якнайдалі – гарячі бризки, пар, висока електрична напруга.
З іншого боку, чим далі ми відходимо, тим з більшою площі надходить теплове випромінювання в приймальний пристрій інфрачервоного термометра, а значить складніше виміряти температуру предметів малих габаритів, оскільки буде “підмішуватись” паразитний тепловий потік з сусідніх областей.
Присутній ще й третій фактор – ціновий.
З ростом показника оптичної роздільної здатності зростає на пірометр ціна, оскільки необхідні більш якісні і дорогі лінзи.
Показник 30:1 – “золота середина”. І відійти можна і з відстані в 2 метри можна дистанційно вимірювати температуру деталі висотою або діаметром близько 10 см. - Налаштування коефіцієнта емісії.
Якщо оброблена на токарному верстаті металева заготовка після термообробки потемніє і покриється шаром оксиду від контакту розпеченої поверхні з атмосферним киснем, виміряні температури до і після технологічної операції будуть різнитися на кілька градусів або десятків градусів. І містики в цьому ніякої немає.
Змінилася відбивна здатність поверхні. Інфрачервоний термометр IR-833 цю проблему успішно вирішує за дві секунди шляхом ручного налаштування коефіцієнта емісії. Безумовно не “на око” – знадобиться еталонний контактний термометр.
Якщо заглиблюватися в теорію, то насправді коефіцієнт випромінювання залежить від цілого ряду параметрів:
- вид матеріалу (сталь, пластмаса, дерево, бетон);
- довжина хвилі, на якій проводиться безконтактне вимірювання;
- температура об'єкта;
- ступінь обробки поверхні (шліфування, полірування);
- наявність захисних покриттів (лак, фарба, напилення).
Навіть вчені, які досліджують оптимальні методи вимірювання температури, однозначно стверджують, що вивести точно узагальнені емпіричні залежності (у вигляді формул) для всіх матеріалів не є можливим. Занадто складні закономірності.
Тому для підстроювання під відбивну здатність пропонується спрощений алгоритм, легко реалізовується в виробничих умовах.
Чому ми акцентуємо увагу саме на виробництві?
По-перше, завдяки високій верхній температурній межі 900°С і додатковим сервісним функціям купити безконтактний прилад для вимірювання температури IR-833 традиційно вирішують здебільшого заводи і фабрики, ціна питання для них вторинна і пірометри цієї серії затребувані в промисловості. Ставки дуже високі – якщо контроль температури “підкачав” – не якісні вироби, зрив обсягів поставок, претензії контрагентів і фінансові втрати.
По-друге, технологічний процес передбачає суворе дотримання всіх показників – розміри, вага, включаючи і температуру.
А значить заздалегідь відомо, в якому вузькому температурному діапазоні працюватиме інфрачервоний термометр – наприклад від 700 до 800°С.
Ми про це згадали, оскільки при 100°С і при 700°С, коефіцієнт емісії може відрізнятися.
А якщо наприклад на конвеєрі стався збій і деталь не “укладається” по температурі в діапазон 700-800 градусів? А в цьому випадку можна використовувати функцію автоматичного контролю діапазону – IR-833 це дозволяє зробити. Але про цю можливість трохи пізніше.
Отже, при заданому технопроцессом температурі, термометр з термопарою проводить контактний вимір. Еталонне значення температури записується.
"Кольоровий" вимірювач температури IR-833 послідовно налаштовується шляхом натискання на кнопки на коефіцієнт емісії (підсвічується жовтим кольором), при якому різниця між еталонним значенням температури, отриманим за допомогою термопари і відображеним на дисплеї не стане мінімальною.
Спочатку можна змінювати коефіцієнт емісії з кроком в 1, потім, для більш точного підстроювання в 0,1.
“Ну так тоді потрібно з собою завжди мати термометр на основі термопари?”
Звичайно потрібно, але у нас же не простий термометр – IR-833 має у верхній частині корпусу роз'єм під підключення термопари K типу, а сам контактний датчик температури входить в комплект. - Окремий термометр з термопарою купувати не потрібно.
ІЧ термометр IR-833 - фактично це вимірювальний прилад два в одному, що дозволяє відчутно заощадити.
Термопара дасть цінні відомості про реальну температуру об'єкта. Якщо це чистий метал і окислений, то в кожному випадку підбирається свій коефіцієнт емісії, а далі і термопара вже не знадобиться. Виставляємо коефіцієнт емісії і точно вимірюємо температуру.
Втім вбудований термометр термопара може з успіхом використовуватися і окремо. Все таки мініатюрний точковий температурний датчик дозволяє дістатися до самої невеликої ділянки – наприклад до поверхні корпусу відеокарти або процесора при щільному монтажі на друкованій платі.
Крім того, можна порівняти діаметр оптичної лінзи, яка фокусує інфрачервоне випромінювання від об'єктів – близько 15 мм. Значить температуру предмета менших розмірів виміряти не вийде! Навіть якщо наблизимося впритул.
І в цій якості термопара, вбудована в інфрачервоний пірометр – поза конкуренцією, адже геометричні розміри датчика вимірюються міліметрами – ідеальний засіб для точкового контролю температури.
Завершуючи тему контактного і безконтактного способів вимірювань, звернемося до такого поняття, як синергетичний ефект – об'єднання зусиль для отримання якісно нового результату. Це як раз наш приклад - образно кажучи, коли 2 + 2 дорівнює не 4, а 5 або більше.
Пірометр і контактний термометр термопара можуть діяти окремо один від одного, тим більше що на дисплеї для кожного з них відведені окремі позиції.
Але ось при налаштуванні коефіцієнта емісії, інфрачервоний термометр і термопара об'єднують зусилля для досягнення ключової мети – безконтактного вимірювання температури поверхонь з довільним типом покриття.
Ми позбавляємося від необхідності дотику контактним датчиком, але з іншого боку, без нього не можна налаштувати вимірювальний прилад. Тільки разом ! Синергетичний ефект в дії. - Контроль діапазону.
Матеріальний світ не досконалий, як і технологічне і вимірювальне обладнання і виміряти температуру в 500 або 700 градусів з точністю до 0,0001°С не представляється можливим – технології не дозволяють.
Точніше якщо поставити собі за мету, звичайно можна, тільки інвестиції в прецизійні вимірювальні прилади окупляться тільки через роки.
Та й необхідність у цьому відсутня. Навіть жорсткі технологічні норми мають на увазі відхилення в градуси, або навіть в десятки градусів, але ніяк не в десяті або соті.
Зрозуміло є винятки – наприклад вчені домоглися охолодження об'єктів практично до температури абсолютного нуля, але то наука, а нас цікавить практика.
У заводському цеху досить, щоб наприклад при загартуванню стали, температура повинна знаходиться в строго заданих межах.
- при вмісті вуглецю до 0,5%: 830°С;
- до 0,6%: 815°С;
- до 0,7%: 800°С;
- до 0,8%: 780°С;
- до 1,0%: 770°С;
IR-833 дає можливість задати верхню межу (HAL –підсвічується червоним), нижню (LAL – підсвічується синім) в межах температурного діапазону і можна здійснювати контроль.
Про вихід за задані параметри проінформує зумер. - Режим сканування.
Припустимо, поставлена задача виміряти розподіл температури металевої балки або швелера довжиною 5 метрів. Перший варіант – дискретний. Через кожні кілька сантиметрів натискаємо на курок, і дивимося на дисплей.
Другий варіант - плавний. Інфрачервоний термометр IR-833 може вимірювати температуру в режимі сканування, при якому він блокується – висвічується напис LOCK і на курок натискати не потрібно.
Просто повільно ведемо пірометр по поверхні і спостерігаємо, як змінюються значення температури. Для точного фокусування на об'єкті надасть допомогу двох променевий лазер. - Температурна пам'ять.
В більшості своїй ІЧ термометри “пам'ятають” кілька значень температури – максимальне, мінімальне, середнє.
IR-833 може дещо більше за рахунок внутрішньої пам'яті.
При кожному відпуску курка цифри записуються в послідовні комірки пам'яті, які пізніше витягуються в режимі REC.
Не поганий функціонал однако. І не забуваємо, що пірометр IR-833 показує дані в кольорі!