Для измерения температуры различных поверхностей используют различные датчики, том числе и пирометр. Работает он довольно просто и быстро. А что представляет собой пирометр, давайте разберемся.
Что такое пирометр?
Современное инженерное устройство для определения температуры любого предмета, основывающееся на инфракрасном датчике, называется пирометром. Также он известен под названиями термодетектора, даталоггера температуры, цифрового термометра или инфракрасного пистолета. В основе действия прибора заложен принцип определения температурного значения поверхности объекта по тепловому электромагнитному излучению его поверхности. Пирометр улавливает невидимое инфракрасное излучение, преобразует его в градусы, и полученный результат выводит на дисплее. Бесконтактный и быстрый метод исследования необходимых объектов позволяет специалистам избежать возможных травм.
Область применения
Достаточно широкое применение нашлось для пирометров на тех производствах, где установлено большое количество нагревательных приборов. В области строительства и теплоэнергетики они используются для расчета теплопотерь конструкций, в том числе пирометр помогает выявить повреждения теплоизоляции.
В промышленности подобные приборы дают возможность подвергать анализу температуру всевозможных процессов дистанционно. Это бывает необходимо, например, в машиностроении, металлургии и в прочих отраслях промышленности.
Так, электрики проверяют уровень нагрева мест соединения проводов, а автослесари проверяют нагрев деталей машины. Ученым пирометры приходят на помощь во время осуществления различных исследований или опытов: так они определяют верность показателей температуры веществ и тел.
В быту люди применяют подобные устройства для определения температуры тела, воды, еды и др.
Типы и классификация
В зависимости от функционального признака, выделяют несколько классификаций пирометров.
По существенному методу, используемому в работе:
- Инфракрасные;
- Оптические.
Оптические пирометры подразделяются на:
- Яркостные;
- Цветовые, или мультиспектральные.
По образу прицеливания различают устройства с оптическим или лазерным прицелами.
По применяемому коэффициенту излучения выделяют пирометры с переменным и фиксированным коэффициентом.
По возможности транспортировки пирометры делятся на стационарные и мобильные (переносные).
Читайте также: Как выполнить монтаж инфракрасного теплого пола под плитку?
Основываясь на возможном диапазоне измерений выделяют:
- низкотемпературные (-35…-30 °С);
- высокотемпературные (+400 °С и выше).
Устройство и принцип действия
Основу структуры пирометра составляет детектор инфракрасного излучения. Данные преобразуются посредством встроенной электронной системы и отображаются на дисплее.
Типовой пирометр по форме напоминает пистолет с небольшим дисплеем. Компактная панель управления, наводка лазером и высокая точность при близком взаимодействии с объектом объясняют востребованность инструмента среди работников инженерных и технических сфер.
Основными рабочими элементами пирометра считают линзу, приёмник, а также дисплей, на который выводится результат измерения. Принцип действия пирометра следующий: от изучаемого объекта исходит инфракрасное излучение и посредством линзы оно фокусируется и отправляется в приемник (термобатарея, полупроводник, термопара).
Если используется термопара, в момент нагрева приемника меняется напряжение. Сопротивление — в случае использования полупроводников. Эти изменения преобразуются в показания температуры.
Для того, чтобы провести измерение, необходимо просто навести пирометр на объект, привести его в действие и отметить полученный результат. Используя специальную кнопку, вы можете регулировать формат измерения температуры — по шкале Цельсия или Фаренгейта.
Технические характеристики
Пирометр обладает рядом параметров, которые характеризуют его функциональность. Выбор желаемой модели аппарата осуществляется по их значениям. Обратимся к основным из них.
Оптическое разрешение
Так называют показатель отношения диаметра пятна инструмента к расстоянию до предмета. Эта функция зависит от угла объектива устройства: чем он больше, тем значительную площадь он сможет охватить. Важнейшим фактором точности измерения является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Если площадь превышена, измеренное значение скорее всего будет неточным.
СПРАВКА. У каждой модели пирометра разное оптическое разрешение. Разница между ними внушительная, например, от 2:1 до 600:1. Последнее соотношение характерно для профессиональных устройств. Как правило, используются они в тяжелой промышленности. Оптимальным показателем для бытовых и полупрофессиональных пирометров считается 10:1.
Рабочий диапазон
Диапазон действия прибора зависит от пирометрического датчика и, зачастую, варьируется от -30 °С до 360 °С. Так, для бытового использования подойдут почти все виды пирометров, если учесть максимальную температуру теплоносителя в системе отопления до 110 °С.
Погрешность
Погрешность предполагает уровень возможных отклонений значений температуры и зависит от точности пирометра. В среднем допустимые отклонения — не превышающие 2% от нормы.
Читайте также: Что такое термопара, принцип действия, основные виды и типы
Коэффициент излучения
Данный параметр представляет собой отношение мощности текущего температурного излучения к такому же показателю эталонного абсолютно черного тела.
СПРАВКА. Для матовых материалов коэффициент излучения равняется 0,9-0,95. По этой причине большее количество приборов подбираются именно на это значение. Результат будет заметно отличаться от реального, например, в случае измерения степени нагрева поверхности блестящего алюминия.
В целях более точного измерения многие модели оснащаются лазерной указкой. При этом световой луч размещается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.
Преимущества и недостатки
Как и любой другой прибор, пирометр обладает своими достоинствами и недостатками. Их наличие объясняется нюансами устройства и условиями применения.
Плюсы
- Мобильность, малогабаритность и весьма простая конструкция;
- Доступная низкая стоимость, обусловленная использованием минимального количества элементов в конструкции;
- Высокий уровень надежности;
- Достаточно широкий диапазон измерения.
Минусы
- Прямая зависимость показаний пирометра от излучаемой способности исследуемого предмета;
- Точность результатов измерений может быть ниже из-за особенности физического состояния поверхности объекта;
- Функция внесения поправки в показатели и установления погрешности предусмотрена только на самых новых приборах;
- Расстояние играет большую роль в точности измерения.
Наиболее популярные модели
ЭОП-66
Пирометр ЭОП-66 применяется при осуществлении научно-лабораторных исследований. Рассчитан он на измерение показателей поверхностей предметов при температуре от +900 до +10000°С,
Данная стационарная модель оснащена телескопом, который состоит из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив располагает возможностью фокусировки на дистанции до 25,4 см, а его оптическое разрешение составляет 3:1. Обратите внимание: телескоп данного прибора фиксируется на основании и плавно передвигается в горизонтальной плоскости.
Кельвин ИКС 4-20
Это пирометр высокой точности, который обладает универсальным спектром определения температурных показателей: от -50 до +350 °С, весьма высокая скорость действия – 0,2 с. Применение инструмента предусмотрено в диапазоне 8-14 мкм.
Данный пирометр совмещает в себе возможности как мобильного, так и стационарного устройства. Это обусловлено компактными размерами (17х17х22 см) и наличием посадочного гнезда крепления объектива М12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пыленепроницаемость. Так, представленную модель пирометра возможно использовать в сложных производственных и строительно-промышленных отраслях.
Читайте также: Что такое активная и реактивная мощность переменного электрического тока?
С-700 «Стандарт»
Данное бесконтактное устройство предпочтительно использовать, например, в строительстве или металлургии. Он достойно служит в качестве инфракрасного детектора определения степени нагрева поверхностей сыпучих и твердых объектов, а также расплавленных и текучих материалов.
Температурный диапазон колеблется в пределах от +700 до + 2200 °С, что характерно для высокотемпературных приборов. Расширения возможности взаимодействия с внешними носителями достигается посредством двух вариантов выходного интерфейса: аналоговый выход 4 — 20 мА или цифровой RS-485.
СПРАВКА. Приобрести оптический пирометр возможно по весьма доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная — 30000 рублей.
Как правильно измерять температуру пирометром
После покупки устройства необходимо внимательно изучить инструкцию к нему. Несмотря на весьма простые требования к эксплуатации, опрометчивые действия могут повлечь за собой значительные искажения температурных значений. Процесс правильного измерения температуры пирометром выглядит следующим образом:
- Включите прибор пирометра;
- Определите материал, из которого изготовлен объект (например, сталь или медь);
- Затем, в зависимости от модели прибора, занесите коэффициент излучения в качестве правки на дисплее;
- Направьте луч инфракрасного пирометра на измеряемую поверхность;
- Определите границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
При такой последовательности измерения вы получите результаты наиболее близкие к фактической температуре.
Пирометр – универсальный и незаменимый по своей функциональности прибор. Разобравшись в нюансах его эксплуатации, им легко можно пользоваться как в профессиональной сфере, так и в быту.
Похожие статьи
Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и видыКак пользоваться мультиметром – измерение напряжения, силы тока и сопротивленияЧто такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделейЧем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧто такое активная и реактивная мощность переменного электрического тока?Как установить и настроить спутниковую антенну самостоятельно?Что такое нихромовая проволока, её свойства и область примененияЧто такое тензодатчик, типы тензометрических датчиков, схема подключения и их применение</ul>
Пирометр – устройство, предназначенное для измерения температуры тел бесконтактным способом. Поэтому пирометры называют еще бесконтактными термометрами. Принцип измерения основан на фиксации теплового излучения в инфракрасном диапазоне, или в зоне видимого света.
Пирометры широко применяются в строительстве, тепло- и электроэнергетике, а также при лабораторных исследованиях. Чтобы правильно выбрать этот прибор, необходимо знать его основные разновидности, и функции, которые пирометры могут выполнять. Только качественный пирометр дает гарантированно точные измерения и прослужит долго.
Классификация пирометров
По принципу работы все пирометры разделяются на следующие группы:
- Оптические – работают по принципу сравнения света, который излучает объект измерения, со светом от нити в измерительной лампе накаливания. Их разновидность – яркостные пирометры.
- Радиометры – измеряют мощность теплового излучения объекта, пересчитывая её в температуру в градусах.
- Цветовые или мультиспектральные – высчитывают температуру, сравнивая тепловое излучение в различных участках спектра.
По методу прицеливания:
- С оптическим прицелом – применяются для замеров на больших расстояниях от объекта, при прямом солнечном свете и для высокотемпературных измерений.
- С лазерным прицелом – отличаются повышенной точностью, измеряют температуру участка между лазерными указателями.
По диапазону температур:
- Высокотемпературные – работают в диапазоне до +1000° C и более, применяются для измерения температуры сильно нагретых тел, когда контактное измерение невозможно.
- Низкотемпературные – диапазон до -50°C.
Как правильно выбрать бесконтактный инфракрасный термометр
По сравнению с обычными, бесконтактный инфракрасный термометр помогает считывать точную температуру тела за меньшее время. Он работает с инфракрасной технологией — сканирует температуру височной артерии на лбу. Она напрямую связана с сердцем через сонную артерию, которая обеспечивает постоянный кровоток, необходимый для точного измерения
Процедура использования бесконтактного термометра аналогична сканеру штрих-кода. Чтобы проверить температуру, вы должны держать термометр в нескольких сантиметрах от лба взрослого или ребенка и просто медленно перемещать. При измерении вы получите показания температуры тела в течение нескольких секунд.
Точность бесконтактных термометров такая же, как у обычных термометров.
Что нужно учитывать перед покупкой бесконтактного термометра
- Время отклика — некоторые модели могут считывать температуру в течение секунды. В то время как для измерения показаний температуры других моделей может потребоваться до 10 секунд. Чем больше времени занимает измерение температуры, тем больше существует вероятность к неточным показаниям из за движения человека и особенно ребенка. В случае если человек не двигается то более длительное время измерения может приводить к более точным показаниям.
- Функции памяти — большинство бесконтактных термометров имеют емкость до 20 показаний. Эта функция позволяет анализировать предыдущие показания, чтобы узнать, поднялась ли температура или снизилась.
- Другими не менее важными факторами, которые следует учитывать, являются дисплей с подсветкой, автоматическое отключение и оповещения
Различные типы бесконтактных инфракрасных термометров
По своей функциональности инфракрасные термометры подразделяются на три типа: контактные, бесконтактные, многофункциональные. Мы предоставили подробное описание этих типов ниже. Прочитайте информацию, чтобы понять, какой из них вам подходит.
Контактные инфракрасные термометры
Чтобы получить точные показания температуры, вы должны приставить этот тип термометра непосредственно ко лбу или виску. Как правило, этот тип термометра является более точным и обеспечивает более быстрые показания, чем бесконтактный. Если вам нужно измерить собственную температуру, тогда это идеальное решение.
Бесконтактные инфракрасные термометры
Они идеально подходят для измерения температуры, когда вы используете его для измерения показаний ваш ребенок спит. Если вы используете термометр для измерения температуры нескольких человек то вам не придется постоянно дезинфицировать ваш прибор потому что он исключает прямой контакт с кожей. Вы должны держать термометр на расстоянии от 2 до 10 см от лба и просто отсканировать показания температуры.
Многофункциональные термометры
Как следует из названия, эти термометры могут показывать температуру через лоб и через ухо. Некоторые термометры можно использовать как для уха, так и для лба. Это означает, что вы можете вставить зонд в ушной канал или отсканировать лоб для определения температуры.
По сравнению с другими, измерение температуры через ухо является наиболее точным. Однако вводить зонд в уши не рекомендуется новорожденным. Но наличие многофункционального термометра позволяет переключаться между режимами в зависимости от ваших требований.
Особенности, которые следует учитывать при покупке бесконтактного термометра
Выбор правильного термометра для лба очень важен — если вы хотите получить точные показания и позаботиться о ваших близких. Для этого жизненно важно учитывать определенные факторы, которые позволяют вам выбрать подходящий в соответствии с вашими требованиями. Мы упомянули эти факторы ниже с подробным объяснением.
Точность измерения
Точность является важнейшим фактором, который следует учитывать, поскольку неточные показания могут привести к неправильной диагностике и усложнить состояние здоровья.
Бесконтактные термометры используют инфракрасную технологию, чтобы обеспечить точные показания. Однако, если вы все еще беспокоитесь о точности, просто сделайте несколько записей одновременно. Поскольку термометр будет хранить показания, вы можете сравнить показания и определить точную температуру.
Хотя некоторые термометры обещают точные показания, но они могут иметь погрешность в несколько градусов меньше. Большинство честных компаний сообщают вам об отклонениях на упаковке или в руководстве. Это позволяет вам откалибровать или рассчитать точные показания температуры. Проверьте эти детали перед использованием термометра.
Скорость измерения температуры
Лучше иметь термометр, который обеспечивает быстрые показания температуры, особенно если вам нужно измерить температуру ребенка или пожилого человека. Некоторым инфракрасным термометрам для отображения температуры требуется всего одна секунда, в то время как другим для показаний может потребоваться до 10 секунд.
Примечание. Более длительное время отклика означает более точные показания температуры — это означает, что вы должны жертвовать временем и скоростью ради точности.
Функция памяти
Многие новейшие лобные термометры имеют функцию памяти. Эта функция позволяет термометру сохранять предыдущие показания для дальнейшего использования. Это позволяет отслеживать показания, чтобы знать, понизилась ли температура или повысилась. Некоторые модели дают возможность сохранять до 20 показаний температуры одновременно.
Как правильно измерять температуру
Большинство из нас, возможно, слышали жалобы, особенно в Интернете о больших расхождениях температуры бесконтактных термометров. В попытке проверить точность люди измеряют температуру раз за разом и часто получают разные результаты. Это часто случается, потому что термометрам требуется не менее минуты для повторной калибровки.
Если вы все еще чувствуете, что ваш термометр дает неточные или противоречивые показания, мы рекомендуем сделать как минимум 3 показания, прежде чем делать точные результаты. Рекомендуется рассматривать среднее из этих трех показаний как фактическую температуру.
Возраст
Ртутные или цифровые термометры трудно использовать для измерения температуры младенцев или маленьких детей, особенно когда они больны. Это основная цель изобретения бесконтактных термометров. Они могут быть использованы для детей старше 3 месяцев. Они также могут быть использованы для взрослых, но так как измерение температуры у детей затруднительно, они считаются идеальными для новорожденных или детей.
Нормальные показания температуры могут варьироваться в зависимости от возраста человека, что особенно характерно для детей и пожилых людей. Некоторые современные лобные термометры позволяют вам ввести возраст человека, прежде чем измерять температуру. Эта функция уведомляет, если температура для этого конкретного человека находится в опасном диапазоне.
Дисплей с подсветкой
Для точного считывания обнаруженной температуры лучше выбрать лобный термометр с большим дисплеем и легко читаемыми цифрами. Также убедитесь, что дисплей оснащен функцией подсветки, поскольку он обеспечивает считывания даже в темных помещениях, например когда ваш ребенок спит.
Звук
Большинство лобных термометров в издают звук, когда термометр готов измерять или показывать температуру. Хотя эти звуки могут быть удобны в большинстве случаев, они могут быть проблемой при измерении температуры спящего ребенка. Мы рекомендуем выбрать термометр с опцией отключения звука или бесшумного режима.
Индикация высокой температуры
Чтобы упростить задачу, многие современные бесконтактные термометры поставляются с опцией предупреждения о высокой температуры, которая позволяет пользователю узнать, превышает ли температура нормальные показания. Термометр может обеспечивать визуальное оповещение на дисплее или звуковое оповещение с помощью звукового сигнала, некоторые из них могут обеспечивать оба вида оповещений.
Автоотключение
Поскольку термометры работают от батареек то если вы забудете выключить устройство, она будет разряжена. Выбирайте термометр с функцией автоматического отключения, которая продлевает срок службы батареи, выключая устройство, если оно не используется в течение 10-30 секунд.
Безопасность
Лобные термометры намного безопаснее ртутных. Потому что у них мягкие края, которые не причиняют вреда детям. Более того, они не содержат вредных материалов.
Стоимость
Независимо от того, что мы покупаем, большинство из нас хотели бы иметь максимальную функциональность. Тем не менее, важно отметить, что большее количество функций может напрямую влиять на цену устройства. То же самое относится и к бесконтактным термометрам. Поэтому мы рекомендуем выбрать тот, который предлагает необходимый набор функции в рамках вашего бюджета.
Как использовать инфракрасный термометр?
Лобные термометры можно использовать двумя разными способами — контактным и бесконтактным. Мы предоставили пошаговый процесс каждого способа ниже:
Контактный метод
- Включите термометр
- Убедитесь, что лоб пациента полностью сухой
- Поместите термометр на лоб пациента
- Как только температура будет измерена, прибор подаст звуковой сигнал. Обычно этот процесс занимает от 3 секунд в зависимости от используемого вами термометра.
- Проверьте температуру
- Для фактической внутренней температуры тела мы рекомендуем добавить один 0,5-1 градус к записанному показанию.
Бесконтактный метод
- Включить лоб или бесконтактный термометр
- Поместите это приблизительно на 2-4 см от лба (более точное расстояние смотрите в инструкции конкретно вашей модели)
- Нажмите и удерживайте кнопку на термометре
- Перемещайте устройство ближе или дальше ото лба. Для правильного измерения пациент должен оставаться неподвижным до завершения процесса.
- Проверьте показания температуры и добавьте 0,5-1 градус к показанному результату температуры, чтобы получить температуру тела.
Советы при использовании бесконтактного термометра
- Всегда рекомендуется внимательно прочитать инструкцию перед использованием термометра. Разные модели имеют разные меры предосторожности и правила использования.
- Убедитесь, что лоб сухой и чистый перед использованием термометра. Потому что грязь и влажность могут повлиять на показания.
- Для получения точных показаний убедитесь, что пациент не менее 30 минут находится дома. Воздействие холодной или теплой окружающей среды может повлиять на показания термометра.
- Перед измерением термометр и пользователь должны находиться при одинаковой температуре окружающей среды не менее 10 минут, чтобы получить точные результаты.
Преимущества бесконтактных инфракрасных термометров
Быстрое измерение и простота в использовании
Весь процесс измерения температуры с помощью лобного термометра также происходит быстрее и проще по сравнению с ртутными градусниками.
Это одно из главных преимуществ использования лобного термометра, особенно для мам. С бесконтактным измерением вы можете без проблем измерить температуру не беспокоя ребенка.
Можно использовать в темноте
Большинство термометров оснащены светодиодным дисплеем с подсветкой. Эта функция идеально подходит для измерения температуры ночью или в затемненных помещениях. Большой дисплей также обеспечивает легкое считывание информации.
Гигиена
Лобный беспроводной термометр не требует каких-либо дополнительных факторов для гигиены, так как им не требуется контакт, чтобы получить показания.
Доступность
Многие известные и достойные доверия бренды поставляют лобные термометры в очень доступном ценовом диапазоне.
Многофункциональность
Некоторые лобные термометры могут также регистрировать температуру молочной смеси и воды в ванне. Эта функция может гарантировать, что вы даете ребенку молоко нужной температуры.
Бесконтактные инфракрасные термометры
Бесконтактный лобный термометр Omron MC-720
Бренд Omron является мировым лидером в области инновационного медицинского оборудования различного типа для целей мониторинга здоровья. Бесконтактный лобный термометр MC-720 представляет собой прибор с датчиком температуры для удобного измерения температуры.
Термометр MC-720 оснащен режимами измерения 3-в-1. Помимо измерения температуры тела со лба и температуры поверхности объекта, его также можно использовать для точного определения температуры в помещении.
Имея чрезвычайно быстрое время отклика всего 1 секунду, этот термометр также эргономичен, что облегчает его хранение и эксплуатацию. Взаимозаменяемые шкалы Цельсия и Фаренгейта вместе со встроенным бесшумным режимом делают его хорошим выбором для детей.
Дополнительной особенностью, которой нет в других термометрах в том же диапазоне, является то, что для справки на дисплее отображаются предыдущие показания вместе с текущей измеренной температурой. Память может хранить до 25 самых последних показаний за раз.
Подсветка дисплея облегчает считывание температуры даже в темноте. Лобный термометр Omron MC-720 поставляется с гарантией производителя на 1 год с даты покупки.
Бесконтактный термометр Rossmax HA500
Rossmax, лидирующий бренд на мировом рынке медицинской продукции с 1988 года. Модель HA500 — это бесконтактный термометр с расстоянием измерения в пределах 5 см.
Это мгновенное устройство может использоваться для измерения температуры на расстоянии и снимает показания мгновенно в течение 1 секунды. Он также может быть использован для измерения температуры физического объекта.
Этот бесконтактный термометр, оснащенный передовой инфракрасной измерительной технологией, предотвращает риск инфекций, поскольку он не подвержен загрязнению при прикосновении к поверхности кожи.
Дополнительные полезные функции этого точного термометра включают наличие подсветки, обеспечивающей хорошее освещение и удобочитаемость дисплея, функцию автоматического отключения, когда устройство не используется, а также индикатор низкого заряда батареи.
Часто задаваемые вопросы
Какой термометр идеально подходит для получения самых точных показаний температуры для детей?
Лучший термометр для измерения температуры у ребенка — ректальный. Согласно Американской академии педиатрии или AAP, это самый эффективный метод для измерения температуры у детей. Более того, у детей младше 3 месяцев чувствительные уши, поэтому безопаснее измерять температуру перорально, ректально, подмышками или на лбу.
Насколько точна температура лба?
Лобные термометры — самый быстрый способ получить показания. Лобные термометры обеспечивают достаточно точные показания. Однако иногда на точность могут влиять внешние факторы, такие как влажность лба. Термометры лба точны во многих случаях, но большую точность дадут ушные термометры, термометры для измерения температуры во рту и для подмышек. Они более точны для измерения температуры тела.
Можно ли использовать лобные термометры на других частях тела для измерения температуры?
Нет, его следует использовать только на лбу для измерения температуры тела.
Безопасен ли лобный термометр для малышей?
Для детей использование обычного ртутного термометра, ректального или цифрового термометра может быть намного более сложным. Не используйте цифровой ушной термометр, пока вашему ребенку не исполнится 6 месяцев. Что касается лобного термометра, то его можно использовать для детей независимо от их возраста.
Можно ли измерять температуру новорожденным?
Лобные термометры используют технологию инфракрасного термостата для работы. Они идеально подходят для новорожденных и даже детей.
Используемые источники:
- https://odinelectric.ru/knowledgebase/dlja-chego-nuzhen-pirometr
- https://tehno-gid.net/hand/nyuansy-vybora-pirometra-obzor-populyarnyh-modelej.html
- https://drongeek.ru/novosti/kak-vybrat-i-kakoj-kupit-beskontaktnyj-infrakrasnyj-termometr