В последнее время широкое распространение получил прибор, который называется "пирометр". Что это за устройство и в чем его суть? Его предназначение — измерение температуры объекта на определенном расстоянии от него.
При помощи пирометров можно безопасным способом получить показатели температуры труднодоступных или раскаленных предметов, поэтому они являются незаменимыми помощниками на любом промышленном производстве. Ведь часто бывают ситуации, когда просто невозможно подойти к объекту измерения, или же он представляет опасность для здоровья людей.
Немного истории
Первый пирометр (что это за устройство, читайте ниже) был изобретен голландским физиком Питером ван Мушенбруктом. Эти приборы могли измерять температуру тел только визуально. Основные расчеты составлялись из обработки данных об изменении цвета и яркости раскаленного предмета. Конечно, эти показатели не были достаточно точными. В настоящее время функциональность таких приборов значительно расширилась, это позволило измерять температуру не только нагретых предметов, но и тех объектов, у которых этот показатель не превышает 0 градусов. Например, инфракрасный пирометр Optris измеряет температуры в диапазоне от -32 до +9000С.
Совершенствование этих приборов началось в 60-х годах XIX века. Данная отрасль успешно развивается и в настоящее время. Благодаря активным разработкам, появилась возможность производить промышленные пирометры, которые оснащались высокими техническими характеристиками. При этом с освоением нанотехнологий размеры устройств с каждым годом становились все меньше, что делало их использование максимально удобным.
Первая портативная модель пирометра была разработана в 1967 году ведущей американской компанией Wahl. Именно она послужила прототипом современных инфракрасных устройств. Внедрение новых технологий и разработок позволило усовершенствовать работу пирометра. Основной ее принцип строился на определении тепловой энергии, которую излучал объект. С широким внедрением данных приборов появилась возможность измерять дистанционно температуру как жидких, так и твердых тел.
Термометр-пирометр сегодня классифицируется по нескольким важнейшим параметрам. Давайте рассмотрим их подробно.
Главные признаки
По данному критерию можно выделить три основных вида:
- Яркостные. Температура нагретого предмета определяется путем сравнения его цвета и оттенка эталонной нити.
- Радиационные. Такие пирометры определяют температуру объекта по мощности его теплового излучения.
- Цветовые. Эта разновидность прибора оценивает температуру предмета на основе цветового отражения его поверхности в различных спектрах.
Диапазон температур
Для того чтобы получать точные показатели температур, необходимо правильно подобрать пирометр. Что это означает? Данное устройство имеет два типа модификаций:
- Низкотемпературные. Пирометры подобного типа способны измерять только отрицательные температуры объектов.
- Высокотемпературные. Эти устройства выполняют оценку только нагретых предметов. Поэтому у таких приборов одним из важнейших параметров является предельная температура измерений.
Тип исполнения
Бесконтактный пирометр также классифицируется по типу назначения:
- Портативные модели представляют собой карманную разновидность этих устройств. Такие приборы незаменимы тогда, когда при измерении температуры объекта к нему невозможно подойти на достаточное расстояние. Пирометры подобного рода оборудуются небольшим экраном, позволяющим отображать текстовую и графическую информацию.
- Стационарные устройства. Пирометры стационарного типа применяются для высокоточных измерений. Такие устройства являются востребованными крупными промышленными предприятиями, где требуется постоянный контроль за температурными показателями производства.
Рекомендация: сотрудникам, которые делают замеры температур очень часто, перед приобретением прибора рекомендуется обратить внимание на пирометры инфракрасные. Не помешает также сравнить основные характеристики и стоимость нескольких образцов, доступных на рынке. Ниже предоставим краткое описание четырех видов инфракрасных пирометров.
Одноцветные модели
Инфракрасный (одноцветный) пирометр предназначен для измерения одной волны тепловой энергии. Данные модели недорогие, являются идеальным портативным вариантом. Принцип их работы очень простой: достаточно навести пирометр на объект и нажать соответствующую кнопку. Их бесспорным преимуществом является возможность проводить замеры температур с любого расстояния.
Данные приборы имеют ограничение по измерению диаметра пятна, а также очень чувствительны к загрязненности окружающей среды. Именно эти недостатки значительно уменьшают сферу их применения, например, в задымленном или очень влажном помещении одноцветный пирометр будет работать некорректно.
Инфракрасные термопары
Одной из упрощенных разновидностей инфракрасных пирометров является термопара. Основная особенность данного прибора заключается в отсутствии сложной электроники, которая используется для усиления получаемого сигнала. Именно это стало его неоспоримым достоинством, которое предоставило уникальную возможность для применения данного прибора. Принцип работы термопара достаточно прост: получаемое излучение преобразуется в термопарный нелинейный сигнал.
Преимущества:
- низкая стоимость;
- хорошая совместимость с измерительными приборами;
- показатель максимальной температуры выше, чем у других моделей.
Также стоит обратить внимание и на недостатки. В принципе, их только два:
- погрешность более 2%;
- широкий спектральный диапазон.
Двухцветный пирометр – что это такое?
Данный прибор появился сравнительно недавно. Это более усовершенствованная модель, которая измеряет значение двух и более излучаемых волн. Преимуществом двуцветного пирометра, которое значительно отличает его от традиционных инфракрасных устройств, является возможность работать в разных цветовых спектрах. Именно эти показатели позволяют пользоваться с этим прибором в загрязненных местах, так как на него не влияет наличие посторонних веществ, типа дыма, газа, пара и других. Также данный пирометр незаменим в работе с показателями черноты, он с точностью определит температуру твердого металла, переходящего в жидкое состояние.
Оптоволоконные пирометры
Принцип работы данных устройств идентичен традиционным пирометрам. Отличие состоит только в наличие оптоволоконного кабеля, по которому транспортируется световой поток. Преимущество такой комплектации заключается в том, что данный шнур можно произвольно изгибать. Благодаря этому появляется возможность производить замеры температуры в самых труднодоступных местах.
Оптоволоконные пирометры широко используются в местах с повышенным электромагнитным полем, где традиционные модели полностью бессильны. Такие приборы оснащены фиксированным фокусом. Он позволяет замерять излучение тепловой энергии с минимальным диаметром пятна от 0,1 мм. Однако такой фокус устанавливает ограничения в расстоянии: для проведения точного измерения необходимо четко соблюдать указанную в инструкции дистанцию.
Пирометр лазерный
Для того чтобы проводить замеры на большом расстоянии, производители установили на пирометры лазерные прицелы. Они бывают нескольких видов.
- Лазерное устройство с одним лучом дает возможность прицеливать пирометр только в центр пятна тепловой энергии. В зависимости от моделей данных приборов, зона чувствительности может иметь погрешность в 1-2 см. Такой дефект наиболее часто встречается в недорогих устройствах.
- Пирометр лазерный с двойным лучом позволяет определить размеры и местоположение измеряемого объекта. Использовать вблизи не рекомендуется, так как показатели чаще всего сильно завышены.
- Круговые прицелы – наиболее точные приборы, эффективно работающие на разных расстояниях и с любыми размерами измеряемого пятна.
Инструкция
Приобретая данное устройство, необходимо проверить, есть ли в комплекте инструкция. Пирометр – сложный прибор, поэтому самостоятельно разобраться с функциями будет достаточно трудно. В инструкции описываются важные пункты, которые нужны для правильной работы. Вот некоторые из них:
- типы выходов и программное обеспечение;
- данные о погрешностях;
- показатель инерции;
- тип фокуса;
- температурный режим;
- спектральный диапазон;
- коэффициент излучения и др.
Применение пирометров
Пирометры инфракрасные широко применяются в разных отраслях:
- в тепловой энергетике — когда к нагретому предмету приблизиться невозможно;
- в электроэнергетике — пирометры применяются для непрерывного контроля за объектами и обеспечения противопожарной безопасности в процессе их эксплуатации;
- в различных лабораторных исследованиях — при отсутствии возможности дотронуться до исследуемого предмета, или когда измерение его температуры не получается выполнить обычным способом;
- в строительстве — пирометры используются для определения мест теплопотерь в домах и зданиях жилого и промышленного назначения, а также на теплотрассах с целью быстрого обнаружения прорывов.
