12-1800 Пірометри і тепловізори
Що таке інфрачервоний пірометр?
Для безконтактного вимірювання температури застосовуються інфрачервоні пірометри. Вони підійдуть і для використання в побуті, і в промисловості. Переваги дистанційного способу вимірювання — можливість вимірювання температур занадто гарячих і холодних об'єктів, які небезпечні для людини, або для визначення температури електроустановок і рухомих агрегатів. Крім того, деякими різновидами можна заміряти температуру людського тіла без дотику.
Принцип роботи такого контрольно-вимірювального приладу полягає в прийомі теплового потоку у вигляді інфрачервоного світла, який випромінюється гарячими об'єктами. Чим гарячіший об'єкт, тим більше випромінювання. Тепловий датчик у пірометрах приймає випромінювання і перетворює його в аналоговий сигнал, який перетворюється в цифровий. Результати вимірювань відображаються у вигляді конкретних значень на дисплеї.
Конструктивними складовими інфрачервоних пірометрів є термодатчик, окуляр, дзеркало, видошукач, вимірювально-рахунковий пристрій, аналогово-цифровий перетворювач, корпус, кнопки управління, дисплей.
Різновиди і характеристики інфрачервоних пірометрів
Інфрачервоні пірометри, перш за все, класифікуються за формою приладу і призначенням. Крім цього вони відрізняються характеристиками: діапазоном температур (всередині своєго різновиду), одиницями вимірювання, оптичною роздільною здатністю, коефіцієнтом випромінювальної здатності та часом відгуку. Крім того, можуть мати додаткові функції, що полегшують експлуатацію і розширюють можливості.
Існує два форм-фактора інфрачервоних пірометрів — міні-тестер і пістолет. Прилади у вигляді тестера схожі на цифрові ручні мультиметри. У них лазер розташований у верхньому торці, а кнопка запуску розташована на лицьовій панелі — через це для виміру пирометр необхідно нахиляти горизонтально, як при перемиканні пульта телевізора. Відповідно, результат вимірів не буде видно під час виміру. Пірометри у вигляді пістолета пристосовані під утримання в руці хватом. А кнопка запуску вимірювання зроблена у вигляді курка. При цьому лазер і дисплей розташовані на одній осі, через що температуру видно відразу і не потрібно нахиляти прилад. Через це пристрої у вигляді пістолета більш поширені, ніж пірометри-тестери.
Діапазони вимірюваних температур і коефіцієнт випромінювальної здатності (відповідно, «заточеність» під вимірювання певних об'єктів) безпосередньо залежать від призначення/сфери використання пірометра, за якими можна виділити три підвиди: побутові (або промислові), медичні та універсальні.
Побутові інфрачервоні пірометри характеризуються найбільш широким діапазоном вимірюваних температур — від -50°С до +1600°С.
Медичні інфрачервоні пірометри називають безконтактними пірометрами. Їх зручно використовувати для температурного скринінгу — швидкого вимірювання температури. Від побутових пірометрів відрізняються діапазоном вимірювань, який становить від +32°С до +42.9°С. Крім того, такий різновид пірометрів забезпечується світлодіодною (у вигляді індикаторів) або кольоровою (у вигляді кольорового фону) індикацією рівня температури (нормальна, підвищена, висока або нормальна і висока). Як доповнення до неї може бути присутнє звукове сповіщення.
Універсальні інфрачервоні термометри поєднують в собі можливості побутових і медичних пірометрів і мають кілька режимів роботи, що відрізняються температурним діапазоном і коефіцієнтом випромінювальної здатності. Таких режимів може бути два або три — для людського тіла, тіла тварин, поверхні предметів. Діапазон температур для людини такий же, як у медичних пірометрів — від +32°С до +42.9°С. Діапазон температур для предметів становить від 0°С до +118°С. Відмітна особливість таких приладів — вимірювання середньотемпературних значень.
Діапазон температур всередині кожного підвиду відрізняється. Наприклад, один побутовий пірометр може мати діапазон від -30°C до +380°C. Інший — -50°C - +380°C. А третій — -50°C - +1150°C.
Температура вимірюється градусами Цельсія і Фаренгейта. Тому інфрачервоні пірометри відрізняються даними параметром. Їх можна розділити на прилади, що вимірюють в °С і надають вибір одиниць виміру — °С або °F. Це дозволяє використовувати пірометри в різних країнах.
Оптична роздільна здатність є співвідношенням відстані від приладу до вимірюваного об'єкта з розміром точки, з якої береться випромінювання. Як правило, більшість сучасних пірометрів мають оптичну роздільну здатність 12:1, 10:1 і рідко — 50:1.
Коефіцієнт випромінювальної здатності є показником, який характеризує здатність поверхні об'єкта випромінювати інфрачервону енергію. За еталон взято випромінювання від чорного предмета, яке дорівнює 1. Тому для найбільш точного вимірювання необхідно, щоб коефіцієнт випромінювання дорівнював випромінюванню вимірюваного предмета. Для кожного матеріалу і поверхні він свій. Цей коефіцієнт буває фіксованим і таким, що налаштовується. Побутові пірометри мають фіксований коефіцієнт випромінювання 0.95. У тих, що налаштовуються, він регулюється в діапазоні від 0.1 до 1.
Час відгуку позначає швидкість прийому інфрачервоного випромінювання та обробки вимірів. Цей показник у пірометрів може бути 150 мс, 250 мс, 500 мс.
Окрім базових характеристик існують додаткові функції, що не мають прямого відношення до можливості вимірювань, але роблять цей процес зручнішим. Наприклад, це підсвічування дисплея, функція утримання даних (HOLD), лазерна указка, що вимикається, відображення максимальних і мінімальних температур, обчислення середньої температури і різниці температур, пам'ять результатів вимірювань. Деякі професійні побутові моделі можуть оснащуватися термопарою для калібрування, подвійною лазерною вказівою і можливістю підключення до комп'ютера.