5 ошибок при измерении температуры пирометром — как правильно применять бесконтактный термометр

Где применяется пирометр

Однако сфера применения не ограничивается только этими отраслями. Применяется для измерения температуры движущихся частей механизмов. Например, чтобы узнать, греется или нет подшипник на моторе.

Они обнаруживают разницу температур на прилегающих поверхностях – цилиндрах компрессора в холодильных установках или отдельных деталях внутри автомобиля.

Допустим, у вас по неизвестной причине греется двигатель и вам необходимо выяснить, почему. Для этого сначала измерьте пирометром температуру на выходе из термостата и сравните ее с температурой радиатора.

Если разница очень большая, скорее всего виноват термостат.

Другое применение — измерение температуры горячего металла для правильной обработки.

Если это сделать с помощью классических термометров, вы потеряете драгоценное время на разогрев самой термопары. А с беспроводным инфракрасным пирометром все это занимает буквально секунду.

Вот краткое изложение графических миниатюр и обзор функций и использования пирометров:

Расшифровка и особенности

Лучшие профессиональные пирометры

Приборы характеризуются расширенным диапазоном измеряемых температур на поверхности. У них более высокая точность. Позволяют измерить влажность, расстояние. Делайте фото и видео. Сохраните результаты в памяти и перенесите на внешний носитель.

Работают с жидкими и твердыми средами. Предназначен для строителей, производственно-строительной сферы, работников жилищно-коммунального хозяйства. Они работают в научных лабораториях.

ADA TemPro 700 А00224 – первый профессионал среди недорогих

Доступное профессиональное устройство среднего уровня. Используется в промышленности и среди теплоэнергетиков для обнаружения утечек тепла. Работает в сфере строительства «умных домов».

Оснащен лазерным прицелом для точных показаний. Пирометр имеет удобный и прочный корпус, устойчивый к высоким и низким температурам. Выполнен в форме пистолетной рукоятки.

Преимущества:

• Цена, качество, эргономика, точность.
• Понятный и понятный интерфейс, практичные кнопки и дисплей.
• Диапазон температур.

Минусы:

• Необходимо воспользоваться таблицей для ввода необходимого коэффициента соответствия материала.

Testo 830-T1 – термометр и пирометр

Устройство, выполняющее функции термометра и пирометра. Измеряет отрицательные и положительные температуры. Работает с жидкими и твердыми средами. Эксплуатируется в мороз и жаркую погоду.

Снимает показания с большой площади или точечных измерений. Предназначен для производственных условий. Чехол изготовлен из высокопрочного пластика, устойчивого к падениям и механическим воздействиям. Есть возможность регулировать излучение.

Преимущества:

• Простота в использовании, надежность, приемлемая точность.
• Точное прицеливание.
• Измеряет на близком расстоянии, как термометр, и на расстоянии, как пирометр.

Минусы:

• По цене, только для производства.
• Небезопасное крепление аккумулятора.

Bosch PTD 1 – три режима измерения

Прибор для определения трех показателей: температуры поверхности, температуры в помещении и среднего уровня влажности. Пирометр пригодится печникам, сантехникам, строителям, специалистам различных служб ЖКХ.

Инструмент позволяет определить энергоэффективность тепловой защиты, выявить утечки тепла. Корпус изготовлен из прочного пластика, что обеспечивает долгий срок службы.

Преимущества:

• Измерение показателей на поверхности и в объеме, в том числе влажности. Четкий прицел, — обеспечивает точность попадания и измерения площади.
• Доступные и долговечные цилиндрические аккумуляторы, не дорогая копейка.
• Проверяет утечки тепла, обнаруживает сквозняки, работает по объему.

Минусы:

• Температура самого прибора влияет на точность измерений, она необходима организму для принятия значений окружающей среды.

DeWALT DCT 414 D1 – на аккумуляторной батарее

Профессиональный серийный инструмент. Он оснащен аккумулятором, что значительно расширяет его функциональные возможности, увеличивает время работы. Модель имеет большой дисплей с крупным шрифтом, что позволяет легко считывать результаты.

Максимальные, минимальные и текущие результаты записываются и сохраняются в памяти на карте microSD. Эргономичная ручка покрыта противоскользящим резиновым покрытием, обеспечивающим удобный и надежный захват устройства во время работы.

Преимущества:

• Удобный, легкий, профессионального уровня с высокой точностью.
• Функциональность, температурный диапазон, длительное время автономной работы.
• Эргономика, в комплекте чехол.

Минусы:

• Нет крепления к ремню.
• Цена, для работы в сталелитейном цехе необходимы температуры до 900‒1000°С.

FLUKE-62 MAX+ ‒ для производственных условий

Пирометр предназначен для использования в производственных цехах. Используется в сложных условиях и труднодоступных местах. Корпус изготовлен из материала, который выдерживает нагрев без повреждений. Прочность позволяет падать с высоты до 3 метров.

Применяется высокая степень защиты от пыли и влаги. Прибор оснащен двумя лазерами для определения диапазона измерения. При превышении нормативных производственных показателей подается звуковой сигнал.

Преимущества:

• Прочный, хорошая защита от пыли и влаги. Держит тепло до 100 градусов.
• Точность, работа от круглой батарейки.
• Внесен в Госреестр.

Минусы:

• Цена про.

Чем отличается пирометр от термометра

Похоже, что пирометр — это один и тот же термометр, поскольку оба измеряют температуру. Но различий между ними больше, чем общего:

• Пирометр имеет более широкий 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 это занимает 0,5-1,5 секунды, а термометра — 1-10 минут.
• Пирометр точно определяет температуру. Погрешность пирометра составляет 0,1–0,2 °С, погрешность термометра — до 2 °С.

Почему пирометр врет — причины

Это устройство, безусловно, хорошее, но давайте подробнее остановимся на вопросе, как его правильно использовать. Ведь просто наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном дисплее не всегда гарантируют и дают правильные результаты.

При измерении возникает множество ошибок, о которых большинство пользователей даже не подозревают. Измерение температуры оптическим устройством отличается от измерения температуры контактными устройствами.

Вот основные ошибки, которые допускают новички:

• материал, из которого изготовлен объект измерения, не учитывается

• измерения производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении

• температура самого пирометра значительно отклоняется от температуры окружающей среды

• измерения проводятся слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча

• финансовые «специалисты» стараются работать с устройством типа тепловизионной камеры на больших площадях, не учитывая частоту обновления показаний устройства

Рассмотрим все эти моменты подробнее.

Читайте также: Чем приклеить пластик к бетону (пластиковую панель, металл)

Как пользоваться ИК-пирометром

пользоваться ИК-пирометром довольно просто, но для точного измерения температуры необходимо следовать инструкции.

Включаем пирометр

Вставьте батарейки в пирометр и включите его. Обычно батарейки идут в комплекте, но если их нет, проверьте инструкцию, какие именно нужны. Чаще всего для пирометров подходят CR2032 (таблетка), ААА (мизинец) и 9 В (коронка). Включите устройство и сразу приступайте к его настройке. Если этого не сделать, он автоматически выключится через 10 секунд.

Настраиваем функции

Настройте необходимые функции. Если вы хотите, чтобы пирометр сохранял данные, нажмите кнопку «Установить». Затем, нажимая кнопки со стрелками направления (они есть на всех моделях), выберите нужную функцию:

• Макс. — прибор запомнит максимальное значение температуры измеряемой поверхности
• Min — минимальное значение температуры
• Среднее чтение
• Гифка — разница в показаниях температуры
• Lol — нижнее предельное значение, при котором устройство подаст звуковой сигнал
• Hol — верхнее предельное значение, при котором устройство подаст звуковой сигнал

Выставляем коэффициент эмиссии

Определите материал на поверхности, температуру которого вы хотите измерить, и посмотрите в таблице, какой коэффициент эмиссии нужно установить на пирометре (обычно таблица коэффициентов идет в комплекте с прибором).

Значение коэффициента эмиссии можно установить на большинстве моделей ИК-пирометров. Нажмите кнопку Ems на экране, затем с помощью клавиш со стрелками введите нужное значение.

Значения коэффициента выбросов для разных материалов
Вещество	Коэффициент выбросов	Вещество	Коэффициент выбросов
Асбест	0,95	Окисленная сталь	0,8–0,9
Асфальт	0,90–0,98	Окисленное железо	0,78–0,82
Конкретный	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
Штукатурка	0,89–0,91	Сэнди	0,8–0,9
Резина	0,90–0,98	Пластиковая пленка	0,5–0,95
Кварц	0,90	Пластик	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
Цвет	0,9–0,98	Полированный алюминий	0,1
Красного кирпича	0,75–0,90	Полированный хром	0,1
Лед	0,96–0,98	Полированный чугун	0,2
Мрамор	0,90–0,94	Земля	0,85–0,96
Окисленная медь	0,7–0,8	Стекло	0,9–0,95

Например, для полированной кастрюли из нержавеющей стали нужно установить коэффициент выбросов 0,1, а для стены из красного кирпича – 0,75-0,9.

Определяем допустимое расстояние

Представьте себе включенный фонарик. Чем ближе к стене, тем меньше освещена площадь, а чем дальше от стены, тем больше эта площадь. Пирометр работает по тому же принципу: чем больше расстояние от объекта, тем шире зона охвата. Если вы отойдете слишком далеко, в зону действия инструмента могут попасть объекты с разными свойствами поверхности, и измерения будут неточными.

Чтобы определить максимальное расстояние, с которого можно провести измерение без ошибки, необходимо знать размеры объекта и оптическое разрешение пирометра. На дисплее прибора оно отображается в виде пары чисел, разделенных двоеточием, например 12:1.

Если вам нужно рассчитать расстояние до объекта, воспользуйтесь формулой:

L = S * оптическое разрешение,

где L — расстояние до объекта, S — диаметр (если объект круглый) или ширина (если объект прямоугольной формы).

Размещение объектов для измерения температуры

Предположим, вы хотите измерить температуру алюминиевой дверной ручки диаметром 10 см. Оптическое разрешение пирометра составляет 12:1. Допустимое расстояние от устройства до ручки составит 120 см: L=10*12=120. Можно приблизиться – на результат это не повлияет, но двигаться дальше нельзя: дверь попадет в сферу действия пирометра, и показания будут неверными.

Для пирометра с лазерной указкой расчеты производить не нужно. Достаточно направить лазер на цель и убедиться, что она больше размера лазерного пятна. Если вы хотите получить максимально точные измерения, сделайте площадь пятна примерно вдвое меньше площади объекта. Для этого медленно приближайтесь к пирометру, пока не достигнете желаемого результата.

Измеряем температуру

Отведя устройство на приемлемое расстояние от объекта, нажмите на спусковой крючок и удерживайте его до тех пор, пока цифры на экране не перестанут меняться. Как только прибор определит точную температуру, цифры останавливаются.

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы на самом деле измеряете только температуру тела. Но если вы попытаетесь сделать то же самое на некотором расстоянии, вы одновременно измерите все те волны и лучи, которые независимо от вашего желания каким-то образом попадают в линзу пирометра.

И туда попадает не только излучение, испускаемое телом.

А если при этом не знать, как правильно настроить пирометр, прибор покажет полную фигню.

Какие помехи влияют на точность измерений? При работе с инструментом в объектив попадают 3 компонента:

• лучи, которые тело пропускает через себя

• лучи, которые оно излучает (это его собственная температура)

• отраженные лучи от окружающих предметов

Прошедшие лучи обычно не учитываются в расчетах, поскольку большинство тел для них просто непрозрачны. Поэтому учитываются только две величины:

• излучательная способность или излучательная способность

• коэффициент отражения

А вас больше должен интересовать коэффициент радиации, так как это такая же температура, как и у тела.

Коэффициент эмиссии (излучения) – это величина, показывающая, сколько процентов всего излучения составляет тепло. Остальное может быть отраженным светом или светом, проходящим через тело.

В связи с этим стоит отметить, что пирометр не может измерить температуру объекта, находящегося за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики устройства – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, излучающий собственное излучение. Поэтому его необходимо удалить из зоны измерения.

Большинство тел и поверхностей вокруг нас имеют коэффициент излучения 0,95. Это заводские настройки, которые изначально установлены на устройствах.

Более того, на дешевых моделях они жестко зашиты в программную составляющую раз и навсегда, и изменить их невозможно. На более дорогих устройствах этот коэффициент можно регулировать вручную.

Почему это необходимо сделать? Для тел разных по составу и свойствам коэффициент излучения различен. И чем она выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если это К = 0,95, то на размышление у вас осталось всего 5%. Ошибка, которую внесут те же 5%, будет крайне мала и ею можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике, как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют объекты с высокой излучательной способностью. К ним относятся стены, полы, столешницы, мебель и т д

Пирометром измеряем в первую очередь медные или алюминиевые контакты, радиаторы радиаторов, трубы, хромированные полотенцесушители и т д.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, что лишь вносит существенную погрешность в данные измерений. В то же время есть определенный нюанс.

Как выбрать ИК-пирометр

При выборе пирометра обратите внимание на оптическое разрешение, величину погрешности, наличие у него системы автоматического отключения, регулировки коэффициента выбросов и встроенного гигрометра.

ИК пирометр с лазерной указкой

Оптическое разрешение

Определяет максимальное расстояние, на котором вы можете находиться от измеряемого объекта. В зависимости от модели оптическое разрешение варьируется от 2:1 до 600:1. Для бытовых нужд выбирайте модели с низким оптическим разрешением. Оптимальное значение – 10:1.

Величина погрешности

В среднем погрешность пирометра находится в пределах 0,1–0,2 °С. Если вам нужно получить наиболее точное значение, выберите единицу измерения с минимальной погрешностью.

Система автоматического отключения

Эта опция доступна на большинстве моделей. В среднем пирометр выключается сам через 10-15 секунд после окончания работы, но есть модели, у которых это время достигает 1 минуты. Если вы планируете использовать прибор дома и измерять температуру с небольших расстояний, берите пирометр с интервалом в 10 секунд. Эта система экономит заряд батареи и продлевает срок ее службы.

Регулировка коэффициента эмиссии

В обычных пирометрах диапазон коэффициента выбросов устанавливается от 0,7 до 0,95. Но для более точного определения температуры важно установить правильную излучательную способность поверхности. В устройствах с такой функцией коэффициент можно регулировать от 0,01 до 1.

Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел

Например, если ваш объект имеет температуру окружающей среды, он излучает и отражает примерно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, сразу появится ошибка, которая существенно искажает реальные данные.

Чтобы убедиться во всем вышесказанном, вы можете самостоятельно провести простой эксперимент. Возьмите блестящий чайник и книгу.

Затем измерьте их тем же пирометром. Для повышения точности эксперимента старайтесь проводить измерения в одной точке.

Ваши результаты определенно не будут одинаковыми, хотя резкой разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, отклонения составят всего 2-3 градуса.

Но все это будет справедливо только при комнатной температуре предметов. Что будет, если налить в чайник горячую воду?

Измерения в этом случае сразу уйдут в пропуски.

Температура горячего горшка

Реальная температура с правильным коэффициентом

Это говорит о том, что температуру нагретых гладких глянцевых поверхностей измеряют пирометром не просто так.

Поэтому, когда на видео показано, как элементарно определить температуру аккумуляторов или контактов бесконтактным измерителем, не стоит слишком полагаться на эту рекламу.

Как избежать ошибок

Не проводите измерения через стекло, пар или пыль: любые объекты (жидкие, газообразные или твердые), находящиеся на пути инфракрасного луча, вносят погрешность в измерение.

увеличьте коэффициент выбросов. Этот метод подходит только для измерения температуры металлических предметов: кастрюль, чайников, плит или проводов. Для этого на фрагмент поверхности объекта прикрепите малярный скотч или изоленту – благодаря их матовой поверхности коэффициент излучения увеличится с 0,7 до 0,95.

Таблица коэффициентов излучения разных материалов

В большинстве случаев нельзя просто направить луч, нажать на спусковой крючок и сразу получить правильный результат измерения на табло. На блестящих нагретых предметах все пирометры начинают сильно врать.

И эта погрешность напрямую зависит от излучательной способности. Вот подробная таблица излучательной способности различных материалов. Эти данные необходимо использовать каждый раз при измерениях пирометрами.

Для повышения точности измерений стоит покупать более дорогие модели с возможностью установки этих коэффициентов внутри настроек программного обеспечения.

Существует два способа измерения температуры материалов, которых нет в таблице. Используйте «мишень» с известным коэффициентом и поместите ее над измеряемым объектом.

Либо сначала определить температуру поверхности контактным термометром, а затем путем изменения значений в приборе добиться примерного совпадения.

Как правильно измерять температуру бесконтактным способом

Процесс правильного измерения пирометром будет выглядеть так.

Определите материал, из которого изготовлен предмет (сталь, медь, алюминий). Затем найдите коэффициент излучения в таблице и введите эту поправку в само устройство.

И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.

Благодаря этому измерению вы фактически получите результаты, близкие к фактической температуре. Ну а те единицы, где коэффициент жестко установлен на заводе = 0,95, будут просто врать при каждом измерении.

Независимо от того, под каким углом вы направляете луч, как близко вы не подносите прибор к поверхности, искажение все равно будет. И здесь речь не идет об одной или двух степенях.

Погрешность может составлять десятки единиц!

На каком расстоянии можно работать пирометром

Кстати, отдельно стоит упомянуть о расстоянии. Фактически луч пирометра измеряет температуру конкретной точки или круга.

При этом нельзя путать точку обозначения лазера с точкой измерения. Это разные вещи. Они различаются по размерам на несколько порядков.

Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, это пятно или круг увеличивается в площади. Следовательно, для более точных измерений прибор следует поднести как можно ближе.

Например, у большинства моделей конус, который они видят, имеет соотношение 12 к 1. То есть на расстоянии 1,2 метра можно без погрешности измерить температуру тела диаметром 10 см, не более.

Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше приблизить прибор. Так как при измерении у вас может дрогнуть рука или сбиться зрение, и в результате вы, наряду с необходимой поверхностью, измерите и соседнюю, что внесет свою лепту в общие показания.

Как указано на изображении ниже, не рекомендуется измерять температуру модульных машин. Вы случайно захватываете следующую фазу вместо одной, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.

То же самое касается размеров клеммных колодок и зажимов. Вы должны поднести к ним пирометр как можно ближе.

Измерение температуры в холоде

Не забывайте о температуре окружающей среды. Многие пользователи жалуются, что некоторые модели пирометров начинают беззастенчиво врать при температуре ниже комнатной.

То есть берут прибор, идут в котельную, подвал или гараж и там пытаются «сстрелить» температуру. В результате они получают совершенно странные результаты.

Дело здесь в том, что вся электроника, особенно измерительная, не может использоваться до тех пор, пока температура устройства не сравняется с температурой окружающей среды.

Пирометр выносили на улицу или в гараж, держали 10-20 минут и только после этого продолжали измерения.

Конечно, речь не идет о том, что устройство придется замораживать до минус градусов. Вот он и лежит, скорее всего это будет безбожно, так как он не предназначен для работы в таких условиях. В остальных случаях за счет такого «разоблачения» ошибка снижается.

Где используют пирометр

Пирометры используются на строительных площадках, в пищевой, сельскохозяйственной и тяжелой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, а также в быту:

• Для проверки системы отопления. Вы можете измерить температуру радиаторов центрального отопления, чтобы проверить ее правильность, или электрокотла, чтобы обнаружить поломки.
• Для диагностики оборудования и электроники. Например, можно определить перегрев электрических соединений или материнской платы в компьютере.
• Проверить теплопотери в квартире. С помощью пирометра можно обнаружить выбросы возле окна: там температура стены будет ниже.
• Контролировать работу холодильников и морозильников в квартире. Пирометр измеряет температуру этих устройств, чтобы обнаружить переохлаждение и спасти оборудование.
• Для управления электропитанием. Перед монтажом электропроводки измерьте температуру кабелей или элементов панели, чтобы определить, не перегревается ли система. Если кабель перегрелся, не прикасайтесь к нему, иначе вы можете получить удар электрическим током.
• При приготовлении пищи. Если в рецепте указаны определенные температурные нормы приготовления блюда, то с помощью пирометра узнают, насколько горячая, например, сковорода или чайник.

Время обновления данных

Еще одним важным параметром пирометра, помимо точности, является скорость обновления показаний. Особенно важно иметь высокую частоту при сканировании и сравнении температур на больших поверхностях.

Прибор в этом случае, так сказать, имитирует работу тепловизионной камеры и ищет максимумы и минимумы.

Результаты от 250 мс и менее считаются очень хорошими показателями. Такие параметры есть только у известных брендов. Например, тот же Флюк.