Как правильно применять пирометры

Несмотря на то, что цифровые пирометры становятся чуть ли не бытовыми приборами, которые можно увидеть в любой поликлинике, многие имеют ошибочное мнение о том, как они работают и как их правильно использовать, чтобы получить наилучшую точность измерений. 

Название пирометр

Название прибора происходит от греческих слов πῦρ (πυρός) -  «огонь» и μέτρον -«мера».
Иногда пирометр называют дистанционным электронным термометром, что в целом соответствует его назначению.
Но когда такие приборы называют «лазерными», это в корне неверно. Лазер в приборе используется только для указания измеряемого объекта или разметки измеряемой области, но об этом подробнее ниже.

Принцип действия пирометра

На самом деле прибор измеряет интенсивность инфракрасного излучения от определенной области объекта. Известно, что эта интенсивность прямо пропорциональна температуре объекта. Исходя из полученных данных измерения,  пирометр преобразует данные об инфракрасном излучении в цифровые показания температуры. 
Отсюда основные свойства пирометра: измерение не точки, а области вокруг точки прицеливания, большое влияние на точность показаний материала измеряемой поверхности и атмосферных условий.

Устройство пирометра

Пирометр устроен по принципу прицельного приемника инфракрасного излучения: 

 
На входе у него есть линза, которая фокусирует инфракрасные лучи. Затем, сконцентрированные инфракрасные лучи попадают на преобразователь, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности  инфракрасного излучения. После этого блок обработки сигнала преобразует полученное значение в цифровое значение температуры и отображает его на дисплее. Справа от линзы на снимке виден лазерный указатель.

Ошибки при применении пирометров

Незнание основных принципов пирометрии часто приводит к ошибкам в работе и получению неточных показаний

Ошибка 1. Многие считают, что пирометры измеряют температуру в точке, куда указывает лазерный прицел. На самом деле это не так. Прибор показывает усредненную температуру области объекта, центр которой обозначен лазерным указателем. Причем, чем дальше расстояние пирометра от измеряемого объекта – тем больше диаметр измеряемой поверхности. Отношение расстояния и размера пятна называют показателем визирования. 

Этот параметр различен для разных моделей и часто указывается на боковой поверхности прибора.
При этом часто путают диаметр и дистанцию. Для всех пирометров принято, что D (Distance) – это значение дистанции, а S(Spot) – диаметр области измерения. 

 
Поэтому, при работе следует следить, чтобы поле зрения пирометра не выходило за габариты объекта, иначе результаты измерений могут иметь большую погрешность.

Ошибка 2. Считается, что достаточно точно навести пирометр на цель и он покажет точную температуру поверхности независимо от каких-либо условий. На самом деле точность показаний сильно зависит от материала исследуемой поверхности. Самые точные показания можно получить, измеряя черную матовую поверхность, например асфальт или абсолютно черное тело. Это связано с тем, что чем больше объект излучает, и чем меньше он отражает – тем выше точность. Иными словами, чем больше инфракрасных лучей от объекта попадет в прибор – тем точнее можно судить о температуре объекта.  

Поэтому, измерить точно температуру зеркальной или полированной поверхности с помощью пирометра практически невозможно, поскольку эти поверхности в основном отражают инфракрасные лучи и практически не излучают их. 

Однако, большинство пирометров позволяют вводить в результаты измерений поправочный коэффициент ε для различных материалов. Такой коэффициент называют коэффициентом излучения или степенью черноты и он показывает отношение излучения данного материала к излучению абсолютно черного тела при одинаковой температуре. Значение коэффициента всегда меньше единицы, т. к. единица считается излучающим коэффициентом абсолютно черного тела, которое ничего не отражает, а излучает 100% инфракрасных лучей. Установка, моделирующая абсолютно черное тело применяется при калибровке и поверке пирометров.

 
Коэффициент излучения обозначается в меню приборов как  ε и его значение приводится в специальных таблицах, например таких: 

Излучающий коэффициент ε  для некоторых строительных материалов:

Излучающий коэффициент ε для некоторых металлов:

Ошибка 3. Иногда пытаются измерять температуру объекта через перегородку из стекла. Это физически невозможно, т. к. инфракрасные лучи, интенсивность которых измеряет пирометр, не проходят через обычное стекло и полученные таким образом результаты измерения будут абсолютно недостоверны. Поэтому и и линза на входе пирометра изготовлена не их стекла, а их специального материала.

Области применения пирометров

В целом, пирометры хорошо зарекомендовали себя в различных отраслях промышленности, например:

 
В строительстве и ЖКХ:

Для измерения разности температур подачи и обратки, выбраковки радиаторов отопления, дистанционного измерения входных и выходных температур труднодоступных кондиционеров, температуры поверхности воздуховодов и трубопроводов и т.д.

В электроэнергетике:

Для бесконтактного поиска перегретых участков электрических цепей и оборудования, дефектов обмоток и ихоляции, нарушения систем охлаждения электрооборудования, критических температурных режимов и т.д.

В машиностроении и других индустриях:

Для поиска перегретых подшипников и различных узлов качения, проверки систем охлаждения, проверки целостности теплоизоляции и т.д.

Поставляемые модели пирометров

Современные технологии делают пирометры более функциональными и удобными в применении. Уже выпускают модели с лазерным указанием не точки прицеливания, а области, с памятью, относительными измерениями, засечкой максимальных и минимальных показаний и т.д.

ТОО Test instruments поставляет в Казахстан множество моделей пирометров под брендом UNI-T производства UNI-TREND Company, в линейке которых вполне можно подобрать нужную модель по требуемым параметрам и по цене здесь.

Опасайтесь подделок! ТОО Test instruments является официальным дистрибьютором UNI-T в Казахстане. Реализация оригинальной продукции производится только через фирменный интернет-портал Pribor.kz , согласно сертификата:

 
Поставляемые пирометры UNI-T внесены в реестр средств измерений Республики Казахстан и принимаются к поверке, согласно Сертификата о внесении пирометров UNI-T в реестр средств измерений Республики Казахстан: 

Кроме того, рекомендуем посмотреть видео про пирометры на нашем канале.

Статья написана по авторским материалам ТОО Test instruments и интернет портала Pribor.kz .