Навіщо потрібний пірометр і як ним користуватися

Що таке пірометр

Пірометр – це прилад для безконтактного вимірювання температури будь-якого твердого предмета чи рідини. Він складається з оптичної лінзи, приймача променя, перетворювача, дисплея та акумулятора.

Пірометр уловлює промені, що йдуть від нагрітого об’єкта, перетворює їх на електричні сигнали та аналізує інтенсивність. Результат аналізу з’являється на дисплеї у вигляді числа або кольору.

Пірометри розрізняють за принципом дії, мобільності приладу та діапазоном вимірювань.

За принципом дії пірометри бувають оптичними та інфрачервоними:

  • Оптичні вимірюють яскравість видимих ​​променів і виводять на дисплей кольорову картинку, на підставі якої можна зробити висновок про температуру об’єкта. Це дорога техніка і для роботи з нею потрібні спеціальні навички.
  • Інфрачервоні реагують на промені невидимого спектра (інфрачервоні) та виводять на екран цифровий показник вимірювання. Для більш точного наведення у більшості моделей ІЧ-пірометрів є лазерний покажчик. Ці прилади простіші, ніж оптичні, їх можна використовувати в побуті.

Мобільний оптичний термометр

Пірометри бувають стаціонарними та мобільними:

  • стаціонарні прилади вбудовують в обладнання в лабораторіях або великих виробництвах, щоб можна було безперервно стежити за силою нагрівання об’єкта
  • переносні пірометри використовують там, де не потрібен постійний контроль температури: наприклад, при пошуку містків холоду під час проведення ремонту

За діапазоном вимірювання пірометри бувають низько- та високотемпературними:

  • низкотемпературні працюють у діапазоні від –50 до 400 °С
  • високотемпературні вимірювання температури вище 400 °С

Чим відрізняється пірометр від термометра

Здається, що пірометр – це той же термометр, раз і той і інший вимірюють температуру. Але між ними більше відмінностей, ніж спільного:

  • Пірометр має ширший температурний діапазон, тому прилад можна використовувати при температурі об’єкта від –50 до 3000 °С, а термометр — від –200 до 800 °С.
  • Пірометр швидше визначає температуру поверхні. У середньому йому потрібно 0,5–1,5 секунди, а термометру – 1–10 хвилин.
  • Пірометр точніше визначає температуру. Похибка пірометра – 0,1–0,2 °С, а термометра – до 2 °С.

Пірометром можна виміряти температуру лише на поверхні об’єкта. Щоб дізнатися температуру повітря, потрібен термометр.

Де використовують пірометр

Пірометри використовують на будівлях, у харчовій, сільськогосподарській та важкій промисловості, сфері ЖКГ, а також у побуті:

  • Для перевірки системи опалення. Можна виміряти температуру радіаторів центрального опалення, щоб перевірити, чи вона відповідає нормі, або електрокотла, щоб виявити поломку.
  • Для діагностики техніки та електроніки. Наприклад, можна визначити перегрів електричних з’єднань або материнської плати на комп’ютері.
  • Для перевірки тепловтрат у квартирі. За допомогою пірометра можна виявити продуви біля вікна: температура стіни там буде нижчою.
  • Для контролю роботи холодильників та морозильних камер у квартирі. Пірометром вимірюють температуру цих пристроїв, щоб виявити переохолодження та врятувати обладнання.
  • Для контролю електромережі. Перед монтажем електропроводки вимірюють температуру в кабелях або елементах розподільних щитів, щоб з’ясувати, чи система не перегрілася. Якщо кабель перегрітий, його не можна чіпати, інакше можна отримати удар струмом.
  • При приготуванні їжі. Якщо в рецепті вказані певні температурні норми приготування, за допомогою пірометра дізнаються, наскільки сильно нагрілися, наприклад, сковорода або чайник.

Як користуватися ІЧ-пірометром

Користуватися ІЧ-пірометром досить просто, але, щоб точно виміряти температуру, потрібно дотримуватися інструкцій.

Включаємо пірометр

Вставте батареї в пірометр і увімкніть його. Зазвичай батарейки йдуть у комплекті, але якщо їх немає, перегляньте в інструкції, які потрібні. Найчастіше до пірометрів підходять CR2032 (таблетка), ААА (мізинчикові) та на 9 В (крона). Увімкніть прилад і одразу почніть його налаштовувати. Якщо цього не зробити, то через 10 секунд він автоматично вимкнеться.

Настроюємо функції

Налаштуйте необхідні функції. Якщо потрібно, щоб пірометр зберігав дані, натисніть кнопку Set. Далі, натискаючи кнопки-стрілочки із напрямком (вони є на всіх моделях), виберіть потрібну функцію:

  • Max — пристрій запам’ятає максимальне температурне значення поверхні, яку ви вимірюєте
  • Min — мінімальне температурне значення
  • Avg — середнє свідчення
  • Gif – різницю температурних показань
  • Lol — нижнє граничне значення, при досягненні якого прилад подасть звуковий сигнал
  • Hol — верхнє граничне значення, при досягненні якого прилад подасть звуковий сигнал

Виставляємо коефіцієнт емісії

Визначте, з якого матеріалу складається поверхня, температуру якої ви хочете виміряти, і подивіться в таблиці, який коефіцієнт емісії вам необхідно виставити на пірометрі ( зазвичай таблиця з коефіцієнтами йде у комплекті з приладом).

Значення коефіцієнта емісії можна встановити на більшості моделей ІЧ-пірометрів. Натисніть на дисплеї кнопку Ems, а потім за допомогою кнопок-стрілочок з напрямком виставте потрібне значення.

Визначаємо допустиму відстань

Уявіть собі увімкнений ліхтарик. Чим ближче він до стіни, тим меншу площу висвітлює, а що далі від стіни, то ця площа більша. За цим же принципом діє пірометр: чим більша відстань від об’єкта, тим ширша площа охоплення. Якщо відійти надто далеко, в область дії приладу можуть потрапити предмети з іншими характеристиками поверхні, і вимірювання будуть неточними.

Щоб визначити максимальну відстань, з якої можна проводити вимірювання без похибки, потрібно знати розміри об’єкта та оптичну роздільну здатність пірометра. Воно вказано на дисплеї приладу у вигляді кількох чисел, розділених двокрапкою, наприклад 12:1.

Якщо потрібно обчислити відстань до об’єкта, використовують формулу: L = S * оптичний дозвіл,
де L – відстань до об’єкта, S – діаметр (якщо об’єкт круглий) або ширина (якщо об’єкт прямокутний).

Розташування об’єктів для вимірювання температури

Припустимо, вам потрібно виміряти температуру алюмінієвої дверної ручки діаметром 10 см. Оптична роздільна здатність пірометра 12:1. Допустима відстань від приладу до ручки дорівнюватиме 120 см: L = 10 * 12 = 120. Можна підійти ближче – на результат це не вплине, але відійти далі не можна: в дію пірометра потрапить двері, і показання будуть невірними.

Для пірометра з лазерною указкою обчислення робити не потрібно. Достатньо навести лазер на ціль і переконатися, що вона більша, ніж розмір плями від лазера. Якщо потрібно отримати максимально точні вимірювання, досягайте, щоб площа плями була приблизно вдвічі менша за площу об’єкта. Для цього повільно наближайте до нього пірометр, доки не досягнете потрібного результату.

Вимірюємо температуру

Після того, як відведете прилад на допустиму відстань від об’єкта, натисніть на курок і тримайте, доки цифри на дисплеї не перестануть змінюватися. Як тільки пристрій визначить точну температуру, цифри зупиняться.

Як уникнути помилок

Не проводьте вимірювання через скло, пару чи пил: будь-які об’єкти (рідкі, газоподібні чи тверді), які опиняються на шляху інфрачервоного променя, вносять похибку у вимірювання.

Підвищіть коефіцієнт емісії. Такий спосіб підійде тільки для вимірювання температури металевих предметів: каструль, чайників, печей або проводів. Для цього на фрагмент поверхні предмета приклейте малярський скотч або ізоленту – завдяки їхній матовій поверхні коефіцієнт емісії підвищиться з 0,7 до 0,95.

Як вибрати ІЧ-пірометр

При виборі пірометра зверніть увагу на оптичну роздільну здатність, величину похибки, а також чи є система автоматичного відключення, регулювання коефіцієнта емісії та вбудований гігрометр.

ІЧ-пірометр з лазерною указкою

Оптичний дозвіл

Визначає, на якій максимальній відстані від предмета, що вимірюється, ви можете знаходитися. Залежно від моделі показник оптичної роздільної здатності коливається від 2:1 до 600:1. Для побутових потреб вибирайте моделі з низькою оптичною роздільною здатністю. Оптимальне значення – 10:1.

Величина похибки

У середньому похибка пірометра знаходиться в діапазоні 0,1–0,2 °С. Якщо вам потрібно отримати максимально точне значення, вибирайте прилад із мінімальною похибкою.

Вимірювання температури блискучих поверхонь безконтактним способом часто дає велику похибку через сильне заломлення інфрачервоних променів. Якщо ви плануєте працювати з такими поверхнями, вибирайте пірометр з термопарою або придбайте її окремо. Термопара – це прилад, який підключають до пірометра, щоб можна було вимірювати температуру контактним способом.

Система автоматичного вимкнення

Ця опція є у більшості моделей. В середньому пірометр самостійно відключається через 10-15 секунд після закінчення роботи, але є моделі, у яких цей час досягає 1 хвилини. Якщо ви плануєте використовувати прилад у домашніх умовах та вимірювати температуру з невеликих відстаней, візьміть пірометр з інтервалом 10 секунд. Така система зберігає енергію батарейок та збільшує термін їх роботи.

Регулювання коефіцієнта емісії

У звичайних пірометрах встановлено діапазон значень коефіцієнта емісії від 0,7 до 0,95. Але для більш точного визначення температури важливо виставити відповідний поверхні коефіцієнт випромінювання. В апаратах із цією функцією коефіцієнт можна регулювати від 0,01 до 1.

Вбудований гігрометр

Ця опція корисна для людей із проблемами легень. Вимірювання вологості у приміщенні допоможе визначити, чи потрібно поставити зволожувач повітря у квартирі та як часто провітрювати приміщення.

Пірометр із вбудованим гігрометром

Резюме

За допомогою пірометра можна вимірювати температуру системи опалення, водопостачання, електромережі або електронних приладів, шукати місця витоку тепла з дому. Якщо плануєте використовувати пірометр тільки в домашніх умовах, вибирайте стандартні моделі з оптичною роздільною здатністю 10:1–12:1 та максимальним значенням коефіцієнта емісії 0,95. Побутові електроприлади не відрізняються складними вимірювальними умовами, тому визначити їх температуру може будь-який пірометр.

Для чого вам знадобився пірометр? Розкажіть про це у коментарях нижче.