Пирометры

Инфракрасные термометры

Грамотно выбрать пирометр (ИК-термометр) покупатель может только понимая суть процесса бесконтактного измерения температуры.

Для начала, важно понимать, что прибор измеряет температуру НЕ В ТОЧКЕ, обозначенной лазерным указателем, а в некоторой области вокруг этой точки (с усреднением температуры в измеряемой области). Область, по которой прибор усредняет температуру, называется ПЯТНОМ ВИЗИРОВАНИЯ. Это можно представить себе так - конусный луч фонарика освещает поверхность и чем дальше поверхность, тем большее пятно засвечивается, то есть с увеличением расстояния до измеряемого объекта охватывается большая площадь.

Но как быть, если необходимо измерить очень маленький объект в окружении других объектов, имеющих разные температуры? Ответ прост – показатель визирования (оптическое разрешение пирометра) должен быть максимальным (то есть конус «фонарика» должен быть очень узким, в предельном случае - в виде не расходящегося луча).

Это достигается использованием качественной оптики или проще говоря объективом пирометра.

Показатель визирования ПВ

Или коэффициент визирования или оптическое разрешение - это отношение диаметра D пятна визирования (то, что "видит" прибор) к расстоянию L между прибором и объектом: ПВ = D / L.

Чем больше этот коэффициент, тем больше расстояние, на котором возможно с высокой достоверностью проводить измерение температуры. Или, иначе говоря, тем меньше допустимый размер объекта, температура которого может быть измерена достоверно. Коэффициент визирования так же как и диапазон температур измерения стоит подбирать соответственно условиям измерения, так как он тоже заметно влияет на цену прибора. Это показатель подбирается так, чтобы величина пятна визирования была меньшей или равной размеру объекта измерения на расстоянии проведения измерения. Коэффициент визирования изредка может достигать 300:1, но распространенные на рынке недорогие приборы имеют коэффициент визирования от 10:1 до 50:1. Если речь идет о точном измерении температуры достаточно больших объектов (размером более десяти сантиметров), то как правило достаточно приборов с коэффициентом 10:1.

Другим важным критерием является излучательная способность, или коэффициент излучения измеряемой поверхности.

При подборе и применении прибора для бесконтактного измерения температуры (пирометр, ИК-термометр, тепловизор) крайне важно учитывать ИЗЛУЧАТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ измеряемых объектов.

Излучательная способность характеризуется КОЭФФИЦИЕНТОМ ИЗЛУЧЕНИЯ.

Этот коэффициент указывает, в какой степени тело способно передавать тепловую энергию путем испускания инфракрасного излучения. Дело в том, что полученное прибором от объекта инфракрасное излучение обусловлено не только величиной собственной тепловой лучистой энергии, которую тело испускает в сторону прибора. Прибор фиксирует также и отраженную объектом энергию (от всех внешних источников). Коэффициент излучения как раз и позволяет установить, какая доля полученной от объекта энергии излучена собственно объектом.

Коэффициент отражения.

Обратной коэффициенту излучения величиной является коэффициент отражения. Эта величина, в свою очередь, показывает долю отраженного объектом излучения. Согласно закона Кирхгофа, сумма коэффициентов отражения и поглощения для конкретного объекта при конкретной температуре равна единице. Если при измерении коэффициент не установлен корректно, то величина температуры будет определена ошибочно, причем ошибка может составлять иногда десятки и сотни градусов. Коэффициент излучения зависит в основном от материала, из которого состоит объект, а также от формы и размера поверхности тела. Как правило, у металлических поверхностей коэффициент излучения достаточно мал и составляет 0,04...0,1.

Большинство недорогих ИК-термометров не позволяют сделать поправку на такой малый коэффициент. Практически в отношении инфракрасных лучей даже сильно окисленная медная пластинка работает как зеркало, в основном отражая внешнее тепло. Возможным решением в этом случае станет так называемое "Зачернение поверхности" - нанесение на металл покрытия с высоким коэффициентом излучения. В ряде случаев, при невысокой температуре поверхности, достаточно наклеить на металл кусочек монтерской изоляционной ленты.