Когда нужно измерить температуру с высокой точностью, а сделать это при помощи термометра невозможно, специалисты используют бесконтактный измерительный прибор — пирометр. Вместе с бригадиром Сергеем Помазаном и мастером Михаилом Гребенюком разбираемся, как пользоваться пирометром.
Что такое пирометр
Пирометр — это прибор для бесконтактного измерения температуры любого твердого предмета или жидкости. Он состоит из оптической линзы, приемника луча, преобразователя, дисплея и аккумулятора.
Пирометр улавливает лучи, которые идут от нагретого объекта, преобразует их в электрические сигналы и анализирует интенсивность. Результат анализа появляется на дисплее в виде числа или цветной картинки.
Пирометры различают по принципу действия, мобильности прибора и диапазону измерений.
По принципу действия пирометры бывают оптическими и инфракрасными:
- Оптические измеряют яркость видимых лучей и выводят на дисплей цветную картинку, на основании которой можно сделать вывод о температуре объекта. Это дорогостоящая техника, и для работы с ней нужны специальные навыки.
- Инфракрасные реагируют на лучи невидимого спектра (инфракрасные) и выводят на экран цифровой показатель измерения. Для более точного наведения в большинстве моделей ИК-пирометров есть лазерный указатель. Эти приборы проще, чем оптические, их можно использовать в быту.
Мобильный оптический термометр
Пирометры бывают стационарными и мобильными:
- стационарные приборы встраивают в оборудование в лабораториях или на крупных производствах, чтобы можно было непрерывно следить за силой нагрева объекта
- переносные пирометры используют там, где не нужен постоянный контроль температуры: например, при поиске мостиков холода во время проведения ремонта
По диапазону измерения пирометры бывают низко- и высокотемпературными:
- низкотемпературные работают в диапазоне от –50 до 400 °С
- высокотемпературные измеряют температуру выше 400 °С
Чем отличается пирометр от термометра
Кажется, что пирометр — это тот же термометр, раз и тот и другой измеряют температуру. Но между ними больше различий, чем общего:
- У пирометра шире температурный диапазон, поэтому прибор можно использовать при температуре объекта от –50 до 3000 °С, а термометр — от –200 до 800 °С.
- Пирометр быстрее определяет температуру поверхности. В среднем ему требуется 0,5–1,5 секунды, а термометру — 1–10 минут.
- Пирометр точнее определяет температуру. Погрешность пирометра — 0,1–0,2 °С, а термометра — до 2 °С.
Где используют пирометр
Пирометры используют на стройках, в пищевой, сельскохозяйственной и тяжелой промышленности, сфере ЖКХ, а также в быту:
- Для проверки отопительной системы. Можно измерить температуру радиаторов центрального отопления, чтобы проверить, соответствует ли она норме, или электрокотла, чтобы обнаружить поломку.
- Для диагностики техники и электроники. Например, можно определить перегрев электрических соединений или материнской платы в компьютере.
- Для проверки теплопотерь в квартире. При помощи пирометра можно обнаружить продувы возле окна: температура стены там будет ниже.
- Для контроля работы холодильников и морозильных камер в квартире. Пирометром измеряют температуру этих устройств, чтобы выявить переохлаждение и спасти оборудование.
- Для контроля электросети. Перед монтажом электропроводки измеряют температуру в кабелях или элементах распределительных щитов, чтобы выяснить, не перегрелась ли система. Если кабель перегрет, его нельзя трогать, иначе можно получить удар током.
- При приготовлении пищи. Если в рецепте указаны определенные температурные нормы приготовления блюда, при помощи пирометра узнают, насколько сильно нагрелись, например, сковорода или чайник.
Как пользоваться ИК-пирометром
Пользоваться ИК-пирометром довольно просто, но, чтобы точно измерить температуру, нужно следовать инструкции.
Включаем пирометр
Вставьте батарейки в пирометр и включите его. Обычно батарейки идут в комплекте, но если их нет, посмотрите в инструкции, какие нужны. Чаще всего к пирометрам подходят CR2032 (таблетка), ААА (мизинчиковые) и на 9 В (крона). Включите прибор и сразу начните его настраивать. Если этого не сделать, то через 10 секунд он автоматически отключится.
Настраиваем функции
Настройте необходимые функции. Если нужно, чтобы пирометр сохранял данные, нажмите кнопку Set. Далее, нажимая кнопки-стрелочки с направлением (они есть на всех моделях), выберите нужную функцию:
- Max — прибор запомнит максимальное температурное значение поверхности, которую вы измеряете
- Min — минимальное температурное значение
- Avg — среднее показание
- Gif — разницу температурных показаний
- Lol — нижнее предельное значение, при достижении которого прибор подаст звуковой сигнал
- Hol — верхнее предельное значение, при достижении которого прибор подаст звуковой сигнал
Выставляем коэффициент эмиссии
Определите, из какого материала состоит поверхность, температуру которой вы хотите измерить, и посмотрите в таблице, какой коэффициент эмиссии вам необходимо выставить на пирометре (обычно таблица с коэффициентами идет в комплекте с прибором).
Значение коэффициента эмиссии можно задать на большинстве моделей ИК-пирометров. Нажмите на дисплее кнопку Ems, затем с помощью кнопок-стрелочек с направлением выставьте нужное значение.
| Значения коэффициента эмиссии для разных материалов | |||
| Вещество | Коэффициент эмиссии | Вещество | Коэффициент эмиссии |
| Асбест | 0,95 | Окисленная сталь | 0,8–0,9 |
| Асфальт | 0,90–0,98 | Окисленное железо | 0,78–0,82 |
| Бетон | 0,70–0,75 | Окисленный алюминий | 0,7–0,8 |
| Бумага | 0,8–0,94 | Окисленный цинк | 0,1 |
| Вода | 0,92–0,98 | Оцинкованное железо | 0,3 |
| Гипс | 0,89–0,91 | Песок | 0,8–0,9 |
| Каучук | 0,90–0,98 | Пластиковая пленка | 0,5–0,95 |
| Кварц | 0,90 | Пластмасса | 0,8–0,95 |
| Керамика | 0,9–0,94 | Полированная нержавеющая сталь | 0,1 |
| Керамическое стекло | 0,85–0,95 | Полированное золото | 0,1 |
| Кожа | 0,75–0,80 | Полированное серебро | 0,1 |
| Краска | 0,9–0,98 | Полированный алюминий | 0,1 |
| Красный кирпич | 0,75–0,90 | Полированный хром | 0,1 |
| Лед | 0,96–0,98 | Полированный чугун | 0,2 |
| Мрамор | 0,90–0,94 | Почва | 0,85–0,96 |
| Окисленная медь | 0,7–0,8 | Стекло | 0,9–0,95 |
Для полированной кастрюли из нержавеющей стали, например, нужно выставить коэффициент эмиссии 0,1, а для стены из красного кирпича — 0,75–0,9.
Определяем допустимое расстояние
Представьте себе включенный фонарик. Чем ближе он к стене, тем меньшую площадь освещает, а чем дальше от стены, тем эта площадь больше. По этому же принципу действует пирометр: чем больше расстояние от объекта, тем шире площадь охвата. Если отойти слишком далеко, в область действия прибора могут попасть предметы с другими характеристиками поверхности, и измерения будут неточными.
Чтобы определить максимальное расстояние, с которого можно проводить измерение без погрешности, нужно знать размеры объекта и оптическое разрешение пирометра. Оно указано на дисплее прибора в виде пары чисел, разделенных двоеточием, например 12:1.
Если нужно вычислить расстояние до объекта, используют формулу:
L = S * оптическое разрешение,
где L — расстояние до объекта, S — диаметр (если объект круглый) или ширина (если объект прямоугольный).
Расположение объектов для измерения температуры
Предположим, вам нужно измерить температуру алюминиевой дверной ручки диаметром 10 см. Оптическое разрешение пирометра 12:1. Допустимое расстояние от прибора до ручки будет равно 120 см: L = 10 * 12 = 120. Можно подойти ближе — на результат это не повлияет, но отойти дальше нельзя: в область действия пирометра попадет дверь, и показания будут неверными.
Для пирометра с лазерной указкой вычисления производить не нужно. Достаточно навести лазер на цель и убедиться, что она больше, чем размер пятна от лазера. Если нужно получить максимально точные измерения, добейтесь, чтобы площадь пятна была примерно в два раза меньше площади объекта. Для этого медленно приближайте к нему пирометр, пока не достигнете нужного результата.
Измеряем температуру
После того как отведете прибор на допустимое расстояние от объекта, нажмите на курок и держите, пока числа на дисплее не перестанут меняться. Как только прибор определит точную температуру, цифры остановятся.
Как избежать ошибок
Не проводите измерения через стекло, пар или пыль: любые объекты (жидкие, газообразные или твердые), которые оказываются на пути инфракрасного луча, вносят погрешность в измерения.
Повысьте коэффициент эмиссии. Такой способ подойдет только для измерения температуры металлических предметов: кастрюлей, чайников, печей или проводов. Для этого на фрагмент поверхности предмета приклейте малярный скотч или изоленту — благодаря их матовой поверхности коэффициент эмиссии повысится с 0,7 до 0,95.
Как выбрать ИК-пирометр
При выборе пирометра обратите внимание на оптическое разрешение, величину погрешности, а также есть ли система автоматического отключения, регулировка коэффициента эмиссии и встроенный гигрометр.
ИК-пирометр с лазерной указкой
Оптическое разрешение
Определяет, на каком максимальном расстоянии от измеряемого предмета вы можете находиться. В зависимости от модели показатель оптического разрешения колеблется от 2:1 до 600:1. Для бытовых нужд выбирайте модели с невысоким оптическим разрешением. Оптимальное значение — 10:1.
Величина погрешности
В среднем погрешность пирометра находится в диапазоне 0,1–0,2 °С. Если вам надо получить максимально точное значение, выбирайте прибор с минимальной погрешностью.
Система автоматического отключения
Эта опция есть у большинства моделей. В среднем пирометр самостоятельно отключается через 10–15 секунд после окончания работы, но есть модели, у которых это время достигает 1 минуты. Если вы планируете использовать прибор в домашних условиях и измерять температуру с небольших расстояний, возьмите пирометр с интервалом 10 секунд. Такая система сохраняет энергию батареек и увеличивает срок их работы.
Регулировка коэффициента эмиссии
В обычных пирометрах установлен диапазон значений коэффициента эмиссии от 0,7 до 0,95. Но для более точного определения температуры важно выставить подходящий для поверхности коэффициент излучения. В аппаратах с этой функцией коэффициент можно регулировать от 0,01 до 1.
Встроенный гигрометр
Эта опция полезна для людей с проблемами легких. Измерение влажности в помещении поможет определить, нужно ли поставить увлажнитель воздуха в квартире и как часто проветривать помещение.
Пирометр со встроенным гигрометром
Резюме
При помощи пирометра можно измерять температуру системы отопления, водоснабжения, электросети или электронных приборов, искать места утечки тепла из дома. Если планируете использовать пирометр только в домашних условиях, выбирайте стандартные модели с оптическим разрешением 10:1–12:1 и максимальным значением коэффициента эмиссии 0,95. Бытовые электроприборы не отличаются сложными измерительными условиями, поэтому определить их температуру может любой пирометр.
Для чего вам понадобился пирометр? Расскажите об этом в комментариях ниже.
