Андрей Смирнов
Время чтения: ~10 мин.
Просмотров: 0

Какие бывают приборы для измерения температуры

Главная

>

Поддержка

>

Публикации

>

Приборы, измеряющие температуру: виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

temp_transmitters1.png

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

s3121p.pngТакие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Здесь различают 7 категорий:

  1. u4440-big.jpgЖидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Публикации

Все публикации

Видео

Все видео

Повышенная температура – один из главных признаков ОРВИ, гриппа и заражения тем самым коронавирусом COVID-2019. Как можно замерить ее прямо сейчас?

Казалось бы, элементарная задача. Но выполнить ее можно несколькими способами, а точнее с помощью нескольких разных приборов. 

Пирометр

  • Замеряет дистанционно
  • Результат — через секунду

Самый технологичный и безопасный способ измерения температуры — дистанционный. Видели в новостях врачей с миниатюрными устройствами, похожими на фен? Это и есть пирометры. Их тепловые датчики принимают инфракрасное излучение от объекта на его основе определяют температуру. Такие приборы на самом деле стоят недорого — самые простые модели можно купить за 1500-2000 руб. 

В нынешних условиях пирометр незаменим, например, для замера температуры тела сотрудников офиса. Но после того, как эпидемия закончится, ему тоже можно найти полезное применение: например, вам не составит труда определить температуру патрубка системы охлаждения автомобиля или стены загородного дома, чтобы подобрать теплоизоляцию. 

  • Техника для дома

    Пирометры для дистанционного замера температуры: лучшие модели с высокой точностью

Электронный термометр

  • Не более 30 с на замер
  • Может быть неточным

Если вам нужно устройство для личного использования, обратите внимание на электронные термометры. В них есть терморезистор, который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. Такие приборы полностью безопасны, не боятся падений и работают тоже быстро — для замеров им достаточно 20-30 с. Но есть нюанс: некоторые электронные термометры по факту имеют большую погрешность. Поэтому выбирайте модели тех производителей, которые выпускают другие товары для здоровья: например, B.Well. 

Обычно у таких устройств есть память измерений, так что перед новым замером вы всегда будете знать результаты предыдущего. 

Кстати, есть и очень оригинальные термометры для малышей. Они могут быть выполнены в виде браслета (для постоянного контроля температуры) или соски. Для более взрослых — те же «стики», но украшенные забавными персонажами. 

Безртутные термометры

  • Абсолютно безопасная начинка
  • Стеклянную колбу легко повредить

Модели со стеклянным колбами, так пугающие многих, на самом деле тоже могут быть безопасны. В большинстве таких приборов сегодня используют нетоксичные сплавы жидких металлов: галлия, олова, индия… Если разбить такой, опасность будут представлять разве что острые фрагменты самого стекла. 

У таких термометров есть минус: для точного замера необходимо несколько минут. Ну и, конечно, процесс «сброса» тоже не из простых: нужно энергично встряхивать девайс, как это делали наши мамы и бабушки. 

Ртутные термометры

  • Токсичная ртуть внутри
  • Самый дешевый вариант

Это удивительно, но в продаже до сих пор есть классические ртутные термометры. Те самые, который все так боятся разбить. И справедливо боятся: пары ртути очень токсичны и быстро распространяются. Тем не менее как устройство для измерения температуры они достаточно точны и безотказны. 

Советовать купить ртутный термометр можно разве что в случае, когда нет ни одного другого варианта. Очень надеемся, что в скором будущем такой тип измерительного прибора останется только в нашей памяти. 

Желаем вам не болеть и внимательно следить за своим здоровьем. Кстати, у нас есть еще несколько актуальных в период пандемии статей: 

Поделиться ссылкой

Немного загодя:

Иногда выставляю на авито разные безделушки. В данный момент выставил новыйВ  недорогой пирометр за разумную цену (900р) и буквально на меня обрушился шквал звонков. Никто само объявление не читает, хотя явно указаны параметры. Всем нужен пирометр для измерения температуры тела человека. Многим даже оптом и готовы прямо сейчас водителя прислатьВ  . . . И каждому по телефону я объяснял,В  разницу между промышленным пирометром хоть и простым и медицинским. Слышал слова благодарности за разъяснение и на этом все. Товар так и не продан. Наверное я не бизнесмен ни разу, поскольку люди не понимают разницы, а по итогу получат проблему и будут еще и продавцу мозг выносить.

Вернемся к нами баранкам, почему казалось бы очень похожая вещь не совсем подходит для наших целей. Очень кратко на уровне потребителя.

1585326365158121736.jpg

Имеют крайне узкий диапазон измерения – от 32 до 42 В°С. Универсальные устройства на такой диапазон не выпускаются. Их “стихия” – сотни и тысячи градусов.

Не имеют настройки коэффициента эмиссии, поскольку жестко запрограммированы на заводе под отражательную способность человеческого тела.

А вот тут поподробнее

Часто задают вопрос: а можно ли использовать самый обычный – бытовой или промышленный прибор для измерения температуры тела на расстоянии ?

Чтобы сделать обоснованный вывод, понадобится разновидность с изменяемым коэффициентом эмиссии.

ДЕШЕВЫЕ ПИРОМЕТРЫ ИМЕЮТ ФИКСИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЭМИССИИ 0.9

Для любых дистанционных измерений, если тип материала, структура поверхности и вид механической обработки не известны, для приборов с настройкой коэффициента эмиссии необходим температурный эталон.

При измерении температуры тела таким эталоном будет выступать сама поверхность, например лба или ладони. В идеале, температура должна составить 36,6 В°С Но это средняя температура по больнице.

У разных людей температура хоть немного, но будет различаться из-за индивидуальных особенностей, связанных со структурой кожи или особенностями терморегуляции организма.

Кроме того, выделение пота зависит напрямую от температуры окружающего воздуха. Но эту особенность можно обойти, если ориентироваться не на величину 36,6 В°С, а на показатель, который предоставит тот же самый ртутный градусник, выступающий в качестве эталонного измерителя температуры.

Путем подстройки под излучающую способность тела, можно так выполнить настройки, чтобы разница между истинной температурой и измеренной достигала минимальных значений.

Казалось бы бинго – вот оно решение !

И не нужно тратиться на покупку специализированного инфракрасного градусника.

1585325189183565138.jpg

Например, для конкретного человека с определенной структурой кожи и показателем влажности, мы определили что при коэффициенте эмиссии 0,61, истинная температура тела составляет не 36,6 В°С, а допустим 36,4, что будет сильно отличаться от показаний дешевого пирометра с фиксированным коэффициентом 0.9.

А как быть с остальными членами семьи ? У новорожденных, пенсионеров и лиц трудоспособного возраста, температурные показатели могут колебаться. Получается для каждого нужно записывать свой, “персональный” коэффициент, где-то эти значения хранить и при необходимости измерения, вносить изменения в настройки ?

Сложно и не удобно !

Но где гарантия что сегодня например у человека рука или лоб сухие, а завтра человек начинает нервничать и дома жарко и кожа покроется потом ?

Еще один фактор погрешности – значительно различающаяся температура разных участков тела. Наиболее низкая температура наблюдается в местах, где тонкие капилляры и кровоснабжение минимальное — например на пальцах ног, а наиболее высокая, где обычно и меряют температуру градусником – в подмышечных впадинах.

Хотя в процессе диагностики и на этапе лечения в зависимости от вида заболевания, врачи определяют мест для контроля температуры тела значительно больше.

Рассмотренный набор погрешностей на самом деле играет не решающее значение. Ведь мы измеряем температуру всегда в одном и том же месте.

Все дело в паспортной точности ! Специализированные медицинские термометры имеют низкую погрешность — в среднем в 10-20 раз меньше, чем у 80-90% универсальных.

Это жизненно важно, поскольку каждая лишняя десятая доля градуса может повлиять на процесс принятия решения – например вызывать скорую или не пустить работника на проходной на работу.

А теперь представим себе, что показывается 36,6 В°С, нам удалось подстроить коэффициент эмиссии и показывается та же величина.

1585325376134644551.jpg

Но если градусник имеет погрешность всего лишь В±0,2В°С, тогда реальное значение температуры может находиться в диапазоне от 36,4 до 36,8 В°С.

А вот бесконтактный термометр с погрешностью В±2В°С расширяет границы с 34,6 до 38,6 В°С, что конечно совершенно не допустимо.

Так что даже если на дисплее показывается 36,6В°С, не факт, что это действительно так !

Но зато при дистанционном методе есть огромный плюс – непревзойденная скорость измерения. Пару секунд и 5 минут – есть разница ?

Следует обратить внимание еще на фактор расстояния.

Нет никакой необходимости измерять температуру с несколько метров, поскольку отсутствуют два ключевых фактора:

опасность приближения (экстремальная температура, раскаленные брызги, высокое электрическое напряжение);

физическая не возможность приблизиться – высоко, глубоко, мешает технологическое оборудование и др.

Поэтому проверка температуры тела производится с 5-10 см. Если отойти дальше, тогда в поле зрения оптической линзы попадут “посторонние” тепловые лучи с окружающих предметов.

Подведение итогов: Для измерения температуры тела нужен медицинский пирометр. Универсальный можно использовать, если подобрать коэффициент эмиссии, но это крайне не удобно и строго индивидуально. Дешевые пирометры с фиксированным коэффициентом будут давать неверные значения. Можно конечно корректировать показания в уме, но погрешность сводит на нет само измерение. Чукча не писатель, чукча читатель. Текст переработан с ресурсов интернета, под конкретный вопрос.

10Используемые источники:

  • https://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/pribory-izmeryayushchie-temperaturu.html
  • https://ichip.ru/sovety/pokupka/4-ustrojstv-dlya-bystrogo-i-tochnogo-izmereniya-temperatury-719342
  • https://pikabu.ru/story/podkhodit_li_universalnyiy_pirometr_dlya_izmereniya_temperaturyi_tela__7321454

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации