Пирометры.

Компактный бытовой пирометр.

Диапазон измерения от -50 до +260 °С.

Продается в большом и удобном

магазине Термометры отАдоЯ

Пирометр – это термометр, который на расстоянии определяет интенсивность теплового, оптического или радиационного излучения поверхности предмета и результат оценки в градусах Цельсия или Фаренгейта отображает на стрелочной шкале или цифровом дисплее прибора.

Любой кузнец на расстоянии по цвету раскаленного металла с той или иной степенью точности определит степень его нагрева. Температура металла влияет на качество изделий, получаемых ковкой.

Но как быть, если металл не раскален до красного свечения, но еще горячий?

В русской народной сказке «Поп и мальчик» поп схватил в кузнице горячую подкову и обжегся. Мальчик же, прежде чем взять железку в руки, плюнул на нее. Зашипело – значит горячо.

Поп перенес этот опыт к себе домой. Он плюнул в тарелку горячих щей, они не зашипели. Стал есть, и опять обжегся.

Температурный диапазон современных пирометров от минус пятьдесят до многих тысяч градусов Цельсия.

Профессиональные пирометры за доли секунды определят температуру, удаленного на 150 миллионов километров от земли, поверхности раскаленного солнца и холодной луны.

Бытовые инфракрасные пирометры, также за доли секунды и также, не прикасаясь к объекту измерения, покажут температуру щей в кастрюле, детского питания в тарелке.

Проконтролируют температуру в холодильнике и морозильнике. Проверят готовность сковородки к приему первого блина. Определят степень нагрева батарей отопления. Выявят проблемные места в электрической проводке и двигателе автомобиля.

Питер ванн Мушенбрук.

Бытовой миниатюрный пирометр.

В 1931 году пирометр изобрел голландский физик Пите ванн Мушенбрук. Дистанционный термометр ему потребовался для исследования теплового расширения твердых тел. В 1947 году усовершенствованный пирометр он использовал при определении температуры плавления металлов.

Питер ванн Мушенбрук (1692 – 1761) родился в городе Лейден. В Лейденском университете изучал медицину, философию, математику. В Лондоне был учеником Ньютона. В Германии получил диплом доктора философии. С 1740 года и до конца жизни вел кафедру философии в университете родного города.

Мушенбрук известен своими работами по электричеству. Он изобрел лейденскую банку – первый конденсатор.

Америка – родина портативных пирометров. Калифорнийская компания Wahl, специализирующаяся на разработке и производстве высокоточных измерителей температуры и давления, в 1967 году выпустила в свет первый компактный дистанционный термометр.

В последующие годы шла непрерывная работа по совершенствованию потребительских характеристик всех видов пирометров.

Наряду с промышленными, большое распространение получили и бытовые пирометры.

Домашние бесконтактные термометры точны, надежны и удобны в эксплуатации, время замера температуры менее одной секунды. У них небольшой вес, автономное питание, доступные цены. Небольшая коллекция наиболее интересных бытовых пирометров представлена в магазине Термометры отАдоЯ .

В однокспектральных пирометрах для определения температуры объекта измерения используется излучение одного спектрального диапазона. Они подразделяются на радиационные пирометры, улавливающие и фокусирующие тепловое излучение на теплочувствительной части прибора, и яркостные. Яркостные пирометры в диапазоне красного цвета сравнивают яркость излучающей тепло поверхности с яркостью эталонного тела.

Мультиспектральные пирометры одновременно оценивают излучение в нескольких спектральных диапазонах. Сравнивая интенсивность спектральной энергетической яркости, они определяют температуру. Поэтому мультиспектральные пирометры называют еще пирометрами спектрального отношения или цветовыми пирометрами.

Пирометры суммарного излучения измеряют полную энергию излучения.

Пирометры частичного излучения – измеряют энергию участков спектра. Ограничение производится фильтром или приемником пирометра. К ним относятся монохроматические оптические пирометры и фотоэлектрические пирометры, измеряющие энергию потока в узком диапазоне длин волн.

Пирометры спектрального отношения измеряют отношение энергии фиксированных участков спектра.

Оптические пирометры с исчезающей нитью.

В оптических пирометрах используется зависимость плотности потока монохроматического излучения от температуры. Их принцип действия основан на сравнении яркости излучения раскаленного тела с яркостью излучения нити пирометрической лампы накаливания.

В фокусе объектива пирометра находится вольфрамовая нить. Ее накал регулируется вручную реостатом. Питание от аккумулятора. Наблюдатель видит нить лампочки на фоне поверхности раскаленного тела темной полоской, если яркость нити меньше яркости тела и светлой полоской, если ее яркость больше яркости объекта измерения.

Задача оператора сделать нить невидимой, т.е. уравнять ее яркость с яркостью фона. В момент исчезновения нити можно говорить о равенстве температур поверхности объекта измерения и нити накаливания. Прибор, измеряющий силу тока и проградуированный в градусах Цельсия, зафиксирует значение температуры.

Фотоэлектрические пирометры.

В фотоэлектрических пирометрах частичного излучения приемниками излучения служат фотодиоды, фотосопротивления, фотоэлементы и фотоумножители. Они улавливают излучение в узком интервале длин волн.

К одной группе фотоэлектрических пирометров относятся пирометры, в которых температура объекта определяется непосредственно по величине фототока приемника излучения.

К другой группе - пирометры со встроенным стабильным источником излучения. Фотоприемник в них служит индикатором равенства яркостей собственного источника излучения и излучения объекта измерения температуры.

Пирометры спектрального излучения.

Пирометры спектрального излучения измеряют цветовую температуру тела по отношению интенсивностей излучения в двух определенных участках спектра.

Интерференционный светофильтр прибора выделяет два потока излучения, каждый из которых характеризуется собственным спектром. Кремневые фотодиоды преобразуют излучение в фототок, протекающий через два сопротивления. Сопротивления включены в измерительную схему регистрирующего прибора. Разность падений напряжения на сопротивлениях подается в усилитель. После усиления сигнал направляется в реверсивный двигатель, который связан с указательной стрелкой.

Пирометры спектрального излучения используются для определения температур твердых и расплавленных металлов в диапазоне от 300 до 2200 °С.

Цветовые пирометры.

С изменением температуры раскаленное тело меняет цвет.

Отношение монохроматических яркостей для двух заданных длин волн является однозначной функцией абсолютной температуры тела.

Цветовые пирометры определяют температуру по величине отношения монохроматических яркостей накаленного объекта в красной и синей областях спектра.

На показания цветовых пирометров почти не влияет изменение коэффициента излучающей способности тела (излучающая способность тела зависит от степени его нагрева, состояния поверхности и других факторов). Не влияет на точность показаний и ослабление излучения из-за не совсем прозрачной атмосферы между объектом измерения и объективом пирометра.

Поэтому, в отличие от приборов с исчезающей нитью, цветовые пирометры обеспечивает более высокую точность. Основная погрешность при определении температуры «серых» тел не превышает ± 1% от верхнего предела измерения.

Цветовыми пирометрами осуществляют непрерывный контроль и регистрацию температуры, используют их и в системах автоматического регулирования производственных процессов.

Пирометры суммарного излучения.

Принцип работы пирометров суммарного излучения основан на использовании закона Стефана-Больцмана, который определяет зависимость мощности излучения абсолютно черного тела от его температуры.

Оптическая система пирометра фокусирует излучение нагретого тела на термочувствительный приемник. В качестве термочувствительного приемника используются термопары, термобатареи, болометры, биметаллические спирали.

Термобатареи собираются из нескольких термопар. Рабочие концы термопар поглощают падающую энергию и нагреваются. При этом их свободные концы имеют температуру корпуса пирометра. В результате перепада температур термобатарея развивает термо-ЭДС, пропорциональную температуре объекта излучения.

Градуировка пирометров производится при температуре корпуса 20 ± 2 °С. Повышение температуры корпуса приводит к уменьшению перепада температур в термопарах и, как следствие, к появлению значительных погрешностей. Погрешности уменьшают компенсирующими устройствами: электрическим шунтом или биметаллической пластиной.

По сравнению с другими пирометрами, пирометры суммарного излучения имеют меньшую точность. На точность их измерения влияют ошибки при определении интегральной степени черноты, неправильная наводка телескопа на излучатель, поглощение энергии водяным паром и углекислым газом, которые содержатся в слое воздуха между объектом измерения и пирометром.

Пирометрами суммарного излучения измеряют температуру от 100 до 3500 °С.

Радиационные пирометры.

Радиационные пирометры также называют пирометрами полного излучения. Для измерения температуры они используют полное, как видимое, так и невидимое, излучение нагретого тела.

Приемником излучения в радиационных пирометрах служат термобатареи, состоящие из нескольких последовательно соединенных термопар. Объектив пирометра фокусирует излучение поверхности изучаемого тела на рабочих спаях термопар. Спаи нагреваются. Возникающая термо-ЭДС замеряется милливольтметром, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия.

Ценное качество радиационных пирометров – это возможность измерять невысокие температуры, при которых объект измерения не дает видимого излучения.

При измерении температуры тел более холодных, чем окружающая среда, термобатарея в результате радиационного теплообмена между ней и объектом измерения охлаждается.

Радиационные пирометры измеряют температуры в диапазоне от -40 до 2500 °С. При измерении температуры тел, близких по излучающей способности к абсолютно черному телу, основная погрешность измерения не превышает 1% верхнего предела измерения.

Пирометры полного излучения (радиационные пирометры) широко используются для дистанционного замера невысоких температур, которые оптическими и цветовыми пирометрами определить невозможно.

Переносные пирометры.

Вес и размер переносных пирометров зависят от их назначения, принципа действия, дальнобойности оптики. Но в любом случае они компактны, мобильны, удобны, т.к. предназначены для оперативного определения температуры в самых разных полевых условиях.

У портативных пирометров автономное питание, жидкокристаллический дисплей, для отображения текстовой и графической информации, лазерный прицел, хваткая пистолетная ручка.

Пальчиковый переносной пирометр вместе с батарейками весит всего 20 г. Используется в быту для мгновенного измерения температуры в диапазоне от – 50 до +220 °С. Купить этот любопытный термометр можно в нашем магазинеТермометры от АдоЯ .

Стационарные пирометры.

Пирометры в стационарном исполнении применяются для точного и непрерывного измерения температуры на промышленных объектах.

Полученную информацию стационарные пирометры передают на компьютер или на пульт управления производственным процессом. Они не ограничены ни размером, ни весом, имеют надежную защиту от неблагоприятных воздействий внешней среды.

По сфере применения пирометры разделяются на две основные группы: промышленные и бытовые пирометры.

Бытовые пирометры.

Пирометр с пистолетной ручкой.

Диапазон измерения от -50 до +320 °С.

Продается в магазине Термометры от АдоЯ

Бытовые бесконтактные инфракрасные термометры на замер температуры тратят менее 1-й секунды. Диапазон цифровой шкалы от минус пятьдесят до нескольких сот градусов Цельсия. Они компактны, точны, эргономичны и весьма доступны по цене.

У бытовых пирометров шкала в градусах Цельсия и Фаренгейта, есть функция удержания показаний – кнопка HOLD, автономное питание. Для экономии батарей они снабжены системой автоматического отключения.

Дистанционные термометры с пистолетной ручкой имеют удобную панель управления, жидкокристаллический экран с подсветкой, лазерный целеуказатель. Улавливая через оптическую систему инфракрасное излучение, они на достаточно большом расстоянии измеряют температуру поверхности предмета.

Инфракрасные пирометры универсальны, ими можно измерить температуру:

детского питания, первых и вторых блюд в кастрюле или тарелке;

чая и кофе в чашке, вина в бокале;

поверхности сковородки, конфорки электрической плиты, батарей отопления;

воды в ванной, море, реке, бассейне;

тела человека и животных.

Бесконтактный термометр выявит опасные (перегретые) участки электрических сетей и приборов, проведет температурную диагностику двигателя автомобиля.

Промышленные пирометры.

У дистанционных термометров нет ограничения по верхнему пределу измерения. И поэтому во многих случаев они являются единственно возможным способом определения температуры раскаленных тел.

Промышленными пирометрами замеряют температуру объектов, которые вращаются, движутся, труднодоступны или удалены на значительное расстояние, находятся под напряжением, раскалены, радиоактивны.

Высокотемпературные и низкотемпературные пирометры широко используются в системе автоматизации современных технологических процессов.

Они обеспечивают безопасный и точный контроль температуры в металлообрабатывающей промышленности, атомной энергетике, нефтепереработке, ж/д транспорте, сфере ЖКХ и научных исследованиях.