ПИРОМЕТРЫ (от греч. руr-огонь и metreo - измеряю), оптич. приборы для измерения т-ры гл. обр. непрозрачных тел по их излучению в оптич. диапазоне спектра (длины волн в видимой части 0,4-0,76, в невидимой > 0,76 мкм). Совокупность методов определения с помощью пирометров высоких т-р наз. пирометрией.

При всем разнообразии существующих термометров и датчиков температуры в производстве возникают задачи, которые не под силу современным контактным цифровым термометрам. Оборудование и устройства многих технологических циклов и процессов не позволяют установку контактных датчиков или показывающих приборов для контроля температуры по ряду технических причин, либо установка и монтаж подобных датчиков и приборов затруднена. Ввиду актуальности такой проблемы были разработаны специальные инфракрасные термометры (пирометры), позволяющие измерять температуру в труднодоступных, горячих, вращающихся или опасных местах.

Первый образец инфракрасного термометра был создан в конце 1988 года. Пирометр (инфракрасный термометр) - прибор для бесконтактного измерения температуры. По области применения инфракрасные термометры классифицируют на 2 типа: стационарные и переносные (портативные). Инфракрасные термометры относятся к группе приборов неразрушающего контроля, что позволяет проводить измерение температур без непосредственного контакта с измеряемой поверхностью, как в случае контактными электронными термометрами. Их использование гарантирует безопасность при диагностике дефектов и мониторинге различных процессов, а также помехоустойчивость в процессе измерения для получения объективных и точных результатов.

Основные параметры пирометров:

По большому счету любой инфракрасный термометр является идеальным профессиональным диагностическим инструментом для проведения технического обслуживания, обеспечивающим максимальную точность измерения температуры на любом расстоянии.

Принцип действия бесконтактного термометра заключается в измерении силы теплового излучения, исходящего от объекта преимущественно в диапазонах видимого света и инфракрасного излучения.

Изначально термин "пирометр" использовался для обозначения прибора, предназначенного для измерения температуры по яркости предельно нагретого предмета. На сегодняшний день понятие несколько расширилось, поскольку, с развитием технологий появились абсолютно новые приборы - инфракрасные.

Сфера применения пирометров

Сравнительная характеристика основных моделей

Характеристики и выбор

Среди методов измерения температуры можно выделить 2 основных: измерение температуры контактным и бесконтактным способом. В промышленности в этом случае распространены методы именно бесконтактного измерения ввиду их простоты и эффективности, а также точности и объективности результатов измерения. Особенности реализации приборов позволяют применять их для измерения температуры практически для любых целей и в любых условиях, где это необходимо.

На данном этапе уровень развития теоретической и практической физики позволяет получать результаты измерения какой-либо величины не прямым, а косвенным способом через обоснованные связи измеряемой физической величины с другими величинами, чье измерение не составляет труда. Так, например, чтобы получить численное значение ускорения движущегося тела, необходимо лишь зафиксировать начальную и конечную скорость, а также пройденный участок пути, не прибегая к помощи акселерометров (приборов для измерения ускорения). По аналогичному принципу достаточно удобно измерять температуру. Измерение температуры совсем незатруднительно проводить оптическим способом: нагретые до какой-либо температуры тела излучают волны соответствующей данной температуре длины волны (лямбда) в диапазоне длин волн, соответствующих инфракрасному диапазону частот (обратная зависимость длины волны).

В основе принципа действия бесконтактных термометров (инфракрасных термометров или же пирометров) как раз положен оптический метод измерения температуры. О широком спектре применения приборов бесконтактного измерения говорить излишне - это вполне очевидно. Остановимся лишь на конкретном описании пирометров и на тех моментах, которые являются определяющими в выборе пирометра для тех или иных задач.

В связи с тем, что ассортимент предлагаемых как зарубежных, так и отечественных измерительных приборов весьма велик и, как правило, адаптирован под конкретные цели, - то следует четко определиться, какой тип пирометра необходим для планируемых измерений. Стационарные пирометры дают весьма точные результаты и очень богаты функционально, однако они не предназначены для проведения измерений "на лету" и "в поле". Такие пирометры требуют калибровки и настройки, проверки на моделях АЧТ (абсолютно черное тело), и, не смотря на высокую надежность, точность и безошибочность измерений, а также удобство представления результатов такой пирометр затруднительно всегда иметь под рукой. В условиях производства здорово выручают компактные переносные термометры, которые позволяют мгновенно получать значения температуры нагретого тела, причем на приемлемом уровне точности. Главная особенность таких пирометров - возможность всегда быть под рукой и контролировать температуру оперативно, мгновенно получать результаты измерений для коррекции данного технологического процесса, например для нестационарных объектов или в условиях монтажа объектов в полевых условиях. Также предпочтительно использование там, где очень точные данные не важны или же отсутствует автоматическая система опроса датчиков температуры (как контактных, так и безконтактных). К слову, в выборе между портативным и стационарным промышленным пирометром не последнюю роль играет цена, которая адекватно высока у промышленных пирометров по сравнению с портативными моделями.

Далее имеет смысл рассмотреть основные технические характеристики пирометров, на которые следует в первую очередь обращать внимание в выборе оных.

Первый момент - вероятный диапазон температур, величину которых планируется контролировать. Здесь в основном играет роль область применения и задачи по измерению температуры. Если необходимость использования пирометра ограничена проведением энергетического аудита помещений (например, выявления зон теплопотерь для определения экономического эффекта от энергосбережения и прочее) и других измерений в условиях окружающей среды то вполне удовлетворительным будет диапазон температур от - 30 градусов Цельсия до 50 градусов Цельсия. Если пирометр предполагается использовать в целях контроля температуры на промышленных объектах, здесь уже нужны специализированные пирометры, способные работать температурами в диапазоне, значения в котором в десять раз превышают указанные выше. Стоимости пирометров формируются отчасти адекватно их возможностям по данному параметру.

Второй момент, на который стоит обратить внимание - разрешающая способность по температуре. Фактически, это точность показаний Вашего пирометра, поскольку эта величина характеризует наименьшую разность температур, воспринимаемых пирометром. Как в контактном, так и в бесконтактном методах обычно существует ряд второстепенных условий, влияющих на точность получаемых результатов и степень их влияния может выражаться от сотых градуса до нескольких градусов.

При выборе пирометра имеет смысл изучить такой параметр как показатель визирования. Данный параметр определяет рабочую область измерения и максимальное расстояние, для которого возможно снятие объективных результатов измерения. Обычно параметр сопоставлен с фокусным расстоянием пирометра (для пирометров с фиксированным фокусным расстоянием) либо определяется по диаграмме, на которой представлена зависимость размеров объекта, температуру которого требуется измерить, от расстояния до этого объекта. Обычно подобная диаграмма является составляющей комплектации пирометра или приводится в инструкции по эксплуатации. Для получения точной информации измерений при каком-либо фиксированном расстоянии для замера температуры области объекта (в зависимости от данного расстояния, что и приведено в диаграмме) желательно, чтобы объект был приблизительно в 2 раза больше измеряемой области. Для определения температуры малых областей объекта на большом расстоянии используют пирометры с большими показателями визирования (начиная от 100:

1). Однако вопрос об использовании пирометров с высоким показателем визирования на практике оказался немного противоречивым. Как правило, определение температуры в мелких областей для дефектоскопии не является принципиальным - вполне достаточно определить ненормальные перепады температуры с помощью приборов с более низким показателем визирования.

Также обязательная характеристика для всех полупроводниковых приборов - диапазон рабочих температур. Этот параметр характеризует температурные условия, в которых прибор сможет функционировать нормально и изменения температуры не повлияют на метрологические качества прибора. В выборе пирометра с учетом этой характеристики следует учесть возможность калибровки прибора, предусматривающей возможность компенсации теплового удара, а также сохранение точности измерений во всем диапазоне рабочих температур при резкой смене температуры окружающей среды с субъективно теплой на холодную и наоборот.

Кроме всех выше перечисленных характеристик и моментов удобства/портативности пирометров имеет смысл обратить внимание на условия отображения информации. Как правило, любой современный пирометр снабжен ЖК-дисплеем, на котором отображаются данные измерения. Для непериодических замеров этого, как правило, бывает достаточно. Однако в системах автоматического управления, где пирометр может выступать датчиком температуры, имеет смысл выбирать пирометры с токовым, вольтовым или цифровым выходами в зависимости от реализации данной САУ.

Разновидности приборов: