Золотой огород
Назад

Прибор для измерения утечки тепла

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 5 мин
0
1

Принцип работы пирометров

Нагретые тела являются источниками инфракрасных лучей. И чем сильнее нагрето тело, тем мощнее ИК-излучение. Человеческий глаз не видит этого излучения, но для электронных сенсоров особой разницы между видимым светом и инфракрасным нет. Испускаемые предметом инфракрасные лучи проходят сквозь объектив и проецируются на сенсор, который по интенсивности излучения определяет температуру предмета.

Из принципа работы вытекают основные достоинства и недостатки пирометров. Инфракрасные лучи подчиняются законам оптики, но следует знать, что прозрачность многих материалов для инфракрасного излучения совсем не та, что для видимых лучей. Так, через обычное стекло проникают ИК-лучи с длиной волны не более 1 мкм. А большинство пирометров работает в диапазоне 8-14 мкм, и стекло для них будет непрозрачным.

Существует миф, что пирометр измеряет температуру с помощью лазерного луча – это не так, лазер служит только для прицеливания. Пятнышко лазерной указки на предмете еще не гарантирует того, что вы получите температуру именно предмета, а не оконного стекла, через которое прошел лазерный луч.

Пирометр может измерять температуру и по отраженному ИК-излучению – это может помочь при работе с труднодоступными деталями: не обязательно пытаться получить доступ к разогретой детали, для измерения температуры достаточно его отражения в зеркале. Но это же достоинство пирометра оборачивается и самым весомым недостатком – отраженный инфракрасный свет затрудняет измерение температуры и интересующего нас предмета, ведь какая-то часть ИК-излучения, идущая от него – отраженная.

Чем выше отражающие способности материала, тем большую погрешность в результат вносят отраженные лучи. Для исключения этой погрешности следует знать коэффициент эмиссии поверхности предмета, температуру которого вы измеряете. Этот коэффициент характеризует отражающие способности материала и зависит от самого материала, от обработки поверхности (полировка может снизить этот коэффициент на порядок), от окраски и т.д.

У совсем простых моделей такой настройки нет, и они пригодны только для измерения температуры предметов из ограниченного списка материалов. В моделях подороже числа вводить не надо, вид материала можно выбрать в экранном меню. Но в любом случае как-то задать этот коэффициент потребуется – самостоятельно его приборы определить не в состоянии.

Прибор для измерения утечки тепла

Еще один недостаток пирометров – они не измеряют температуру воздуха. Атомы воздуха слишком сильно рассредоточены, поэтому испускаемое ими инфракрасное излучение несравнимо мало по сравнению с излучением от любого предмета. Если даже у прибора есть функция измерения температуры воздуха, то это значит лишь, что в нем есть отдельный термометр внутри – и температуру он будет измерять только в месте нахождения.

Где нужны измерения пирометра?

На производственных предприятиях для контроля за механизмами и узлами машин потребуется стационарное оборудование. Оно очень точное. Диапазон температур составляет от  - 50 до 2000°С. Сигнал улавливается очень быстро, поэтому в случае неисправности, станок можно быстро остановить. Таким образом, на производстве аварии или выпуск бракованных изделий будут происходить намного реже.

Предлагаем ознакомиться  Посадка тюльпанов в корзины и контейнеры – чем она лучше и как сажать

В сфере ЖКХ для определения утечек тепла нужно исследовать электрические провода, газопроводы, вентиляционные каналы в нескольких местах, соответственно, специалисту требуется перемещаться. Именно поэтому целесообразно в этом случае использовать портативное устройство. Такие приборы охватывают диапазон температур от -20 до 380 °С и считаются низкотемпературными. При этом они очень легкие и компактные, их удобно переносить в специальном кейсе или даже в кармане.

Стационарные устройства абсолютно точные, а вот портативные имеют погрешность от 0,75 до 3 градусов, но этого вполне достаточно для нелабораторной сферы. Мобильные приборы стоят значительно дешевле стационарных в силу исполнения и своих характеристик. Более подробная информация об этих видах пирометров представлена в таблице.

Тип Характеристика Сфера применения
Стационарные

Изготавливаются из нержавеющей стали (соответственно, и вес устройства составляет не менее 1 кг). Благодаря прочному материалу, его можно устанавливать в  помещениях, где влажность или температура воздуха повышены (до 80°С). Если прибор находится, например, рядом со станком, в процессе работы которого может образовываться пыль, стружка, это не повлияет на точность измерений.

Стационарный пирометр подключается к электросети и предназначен для непрерывной работы.

Для диагностики исправности  отдельных частей или механизмов, станков на производственных предприятиях.
Портативные

Техника выполнена из высокопрочного пластика. Приборы сохраняют точность замеров даже в неблагоприятных погодных условиях и исправно работают в диапазоне температур от 0 до 40 °С.

Вес устройств небольшой — от 30 до 450 грамм. Они не занимают много места, поэтому их очень удобно переносить.

Портативные пирометры работают от аккумуляторных или щелочных батареек, поэтому время их работы ограничено. Обычно оно составляет 15-18 часов в зависимости от модели и количества сделанных замеров.

Используются для проверки исправности проводки (на наличие утечек тепла), водопроводных труб, стен зданий, механизмов в автомобиле. Они применяются как в профессиональной сфере, так и в быту.

Характеристики пирометров

Оптическое разрешение пирометраОчевидно, «поле зрения» пирометра должно быть небольшим – чтобы пятно, которое «видит» сенсор, не превышало размеров предмета, температура которого нам интересна. Казалось бы, в чем проблема – надо подобрать объектив так, чтобы его угол зрения был минимальным. Но чем меньше площадь измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит сквозь объектив и тем чувствительней должен быть сенсор.

Приборы с небольшим оптическим разрешением – до 10:1 чаще используются для несложных измерений и в быту. Рабочее расстояние таких приборов – не более 1 метра, на больших расстояниях точность измерений сильно снижается.

Прибор для измерения утечки тепла

Приборы с оптическим разрешением до 30:1 уже могут использоваться для измерения температуры небольших объектов на расстояниях до 3 метров.

Предлагаем ознакомиться  Хризантемы: выращивание в саду и уход

Оптическое разрешение от 50:1 встречается обычно у профессиональных пирометров – они позволяют с высокой точностью измерять температуру тел на больших расстояниях, но и стоят в разы дороже бытовых.

Многие приборы снабжаются дополнительными функциями, позволяющими точнее «сфокусироваться» на интересующем вас объекте при одном и том же оптическом разрешении. Функция мин/макс значение, например, позволяет вывести на экран максимальное и минимальное значения температуры, которые прибор «увидел» внутри пятна.

Некоторые приборы дают возможность настройки того, какую температуру будет показывать индикатор во время измерения: максимальную по пятну, среднюю или минимальную.

Функция непрерывного измерения пригодится при поиске точек утечки тепла или неисправных электрических элементов. С этой функцией вы можете перемещать лазерный маркер по интересующей вас поверхности, а пирометр будет в режиме непрерывного измерения выводить температуру поверхности в районе маркера.

Минимальная и максимальная определяемая температуры задают диапазон, в котором можно использовать прибор. Подбирайте параметры в соответствии с тем, каковы температуры интересующих вас объектов. Базовые модели обычно измеряют в пределах ‑50…500ºС, и для бытовых измерений этого вполне достаточно. Минимальная определяемая температура ниже -50 у этих приборов практически не встречается, а максимальная может достигать 2200ºС, но чем шире диапазон, тем дороже будет стоить пирометр.

Время отклика будет для вас важным, если нужно произвести множество измерений или если измеряемая температура меняется быстро. Например, под действием электрического тока некачественное контактное соединение может нагреться за секунду на сотни градусов. В этом случае времени отклика в 1 секунду будет слишком много – лучше брать прибор с временем отклика 0,5 секунд. Если и этого мало, придется раскошелиться – профессиональные модели обладают временем отклика до 0,15 секунд, но и стоят они соответственно.

Коэффициент эмиссии определяет, на какой материал настроен прибор. Бытовые приборы имеют коэффициент 0,95 – они подойдут для измерения температуры предметов из матового пластика, бетона, кирпичей, человеческого тела и т.д. (см. таблицу).

Прибор для измерения утечки тепла

Если коэффициент эмиссии материала, температуру которого вы хотите измерить, сильно отличается от 0,95, то его нужно привести к нужному значению, наклеив на поверхность кусок изоленты, покрасив матовой краской и т.п. Если это невозможно сделать, то лучше сразу подбирать прибор с изменяемым коэффициентом эмиссии – большинство таких приборов позволяют задавать его в диапазоне от 0,1 до 1.

Определение влажности говорит о том, что в прибор встроен гигрометр. Он определяет влажность окружающего воздуха, но никак не предмета, на который нацелен лазерный маркер (как некоторые думают). Зачем это нужно? Чаще всего этой функцией пользуются для определения точки росы и оценки риска выпадения конденсата на исследуемых поверхностях.

Пирометры с определением влажности, как правило, умеют сами рассчитывать точку росы и при измерении температуры поверхности, могут сразу сообщить – появится ли на ней конденсат. Это может быть очень важно в складах, теплицах, да и в жилых помещениях тоже. Выпадение конденсата – неприятность само по себе, но при определенных температурах оно еще и способствует образованию плесени. Некоторые пирометры имеют функцию определения риска образования плесени.

Предлагаем ознакомиться  Планер на радиоуправлении своими руками

Какие бывают дополнительные функции?

В зависимости от сферы применения пирометра, определяют целесообразность покупки: простую модель или с набором дополнительных свойств. В любом случае стоит о них упомянуть:

  • Подсветка дисплея (Bosch PTD 1 0603683020, ADA TemPro 1600 А00128). Этой функцией обладают практически все приборы и это обоснованно. Даже во время работы при плохой видимости данные хорошо различимы.
  • Встроенная память (ADA TemPro 1600 А00128). В зависимости от модели техники можно сохранять до 10 измерений. Это очень удобно, потому что информацию не нужно записывать в блокнот.
  • Подключение к компьютеру через USB-порт. Показания можно сохранить в компьютере, чтобы потом использовать в анализе работы или составлении отчета.
  • Определение максимального/минимального значения, вычисление разницы между показаниями, усредненной температуры (ADA TemPro 1600 А00128). Эти функции пригодятся, если планируется производить сложную диагностику работы механизма.
  • Удержание полученного показания на экране (Testo 830-T3). Работать с таким прибором удобно, потому что после того, как сделан замер, показания не исчезнут, а будут видны, пока человек не активирует другую программу.

Эти параметры нужно учитывать при выборе, потому что с ними даже очень сложные замеры Вы выполните просто, быстро и с удовольствием. Подробная информация о характеристиках и возможностях прибора указана в инструкции к товару, поэтому перед покупкой обязательно ознакомьтесь с ней. Зная все самые важные особенности разных моделей техники, Вам легко будет остановиться на самой подходящей.

Не сомневайтесь в том, что использование инструмента на практике не составит труда, и представьте, каких затрат можно избежать, имея такого помощника. С пирометром удастся своевременно обнаружить «слабое» место в двигателе автомобиля, в домашней котельной или на кровле. Таким образом, не потребуется покупать новый «движок» (достаточно дорогостоящий), котел не выйдет из строя, потому что вовремя будет поменян шланг, обои на стене комнаты не нужно будет переклеивать из-за влажности.

Варианты выбора пирометров

Для бытовых целей вполне подойдет недорогой пирометр с диапазоном -50…500ºС – с его помощью вы сможете определить температуру сковородки, мяса в духовке или двигателя машины, не рискуя обжечься.

Для дистанционного определения температуры раскаленных и расплавленных металлов вам потребуется прибор с широким диапазоном и большим оптическим разрешением.

Если пирометр нужен вам, чтобы следить за климатом в помещениях, выбирайте среди приборов с определением влажности – он поможет вам избежать сырости и плесени.

Если вы делаете множество измерений, выбирайте среди приборов с памятью – чтобы избавить себя от необходимости записывать каждое значение.

, , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector