Влияние внешних причин на точность измерений
Точность показаний пирометров зависит от нескольких причин:
- поверхность наблюдаемого участка оборудования должна находиться в прямой видимости;
- запылённость, водяные пары и туман на пути между источником излучения и принимающим датчиком делают сигнал более слабым, как и загрязнения на приёмном устройстве;
- сам наблюдаемый участок своей структурой и состоянием воздействует определённым образом на плотность инфракрасного излучения и, как следствие, на отображение температуры.
Влияние последней причины поясняет график зависимости поправочного коэффициента от длины волны. График отражает показатели источников излучения чёрного и цветного оттенков. Основой для сравнивания инфракрасного излучения служит чёрный цвет, он принят за единицу. Коэффициенты всех остальных могут быть только меньше единицы.
Влияние на точность термометра оказывают также:
- длина волны инфракрасного излучения, на которой производится измерение;
- температура наблюдаемого участка.
Как это работает?
Принцип работы здесь элементарный. Лента покрыта специальными светоотражающими кристаллами.
При нагреве поверхности эти кристаллы расплавляются и впитываются в полимерный состав на наклейке. В результате этого световые полоски становятся черными, сигнализируя персоналу, что в данном конкретном месте был перегрев.
Обратно свой цвет они уже не возвращают. Так что, если контакт грелся вечером или ночью, на следующий день вы это обязательно увидите.
После ревизии и подтяжки соединения, наклейку придется заменить на новую. Весь осмотр эл.щитовой будет заключаться в визуальном контроле цветовых полосочек.
При этом не нужно иметь с собой дорогостоящих тепловизоров или пирометров. Все максимально безопасно и элементарно просто.
Такая штука поможет вам оперативно предотвратить возможный пожар, аварию или повреждение оборудования.
Термопредохранители
По принципу действия они похожи на элементы тепловой защиты автоматических выключателей: внутри находится биметаллическая пластина, при перегреве размыкающая контакты силовой цепи. Под действием заранее сжатой пружины контакты размыкаются, а после остывания датчика устройство возвращается в исходное положение нажатием кнопки. Контакты замыкаются, а пружина – сжимается. Она снова готова разомкнуть контакты при перегрузке.
Термопредохранители выделяют в самостоятельные устройства, так как выполняемые ими задачи ограничены. Они позволяют защитить бытовую аппаратуру от перегрузок, возникающих в процессе работы. После остывания оборудования пользователю не потребуется ничего менять, достаточно нажать на кнопку – и устройством можно пользоваться снова.
Аналогичные устройства применяются в утюгах и электроплитах, но в них нет кнопок возврата. Включение нагревательных элементов происходит автоматически после остывания биметаллической пластины. Но применяется данная конструкция не для защиты от перегрева, а для регулировки температуры. Для изменения порогового значения срабатывания с биметаллической пластиной соединен регулятор. С его помощью механически можно изменить ток, при котором она сработает.
Но есть и другие устройства, имеющие то же название. Они работают как датчики температуры: размыкают свои контакты при ее повышении.
Термопредохранитель, срабатывающий от температуры
В корпусе такого предохранителя есть элемент, плавящийся при повышении температуры и разрывающий электрическую цепь так же, как и вставка плавкого предохранителя.
AGM GLORY PRO
- Дисплей: 6.53 дюйма, разрешение 2340 × 1080
- Процессор / Видеоускоритель: Qualcomm Snapdragon 480 5G / Adreno 619
- Память (оперативная / встроенная): 8/256 ГБ
- Камера (основная / фронтальная): 48 + 20 + 2 МП / 16 МП
- Аккумулятор: 6200 mAh
Цена: от 59 990 рублей
AGM GLORY PRO – это настоящий монстр в категории защищенных смартфонов. Он оснащен прочным корпусом, который защищает его от воды и пыли, экстремально высоких и низких температур: девайс способен работать при -40°С и при +60°С, тогда как многие другие телефоны в таких условиях просто-напросто отключаются.
Смартфон оснащен тепловизором с частотой обновления 25 Гц и разрешением 256*192, который действует в радиусе 5 метров и измеряет температуру с точностью ± 2°C в диапазоне от –15°C до 550°C. Незаменимый инструмент для охоты и поисковых мероприятий. Кроме того, в AGM GLORY PRO установлена камера ночного видения с модулем 20 МП, которая позволяет снимать в полной темноте. В сочетании с основной камерой 48 МП с матрицей от Sony это обеспечивает возможность делать качественные снимки в любых сценариях.
Достоинства:
- Мощный тепловизор
- Камера ночного видения
- Емкий аккумулятор
- Мощное «железо»
- Работа в экстремальных условиях
- Качественный дисплей
Недостатки:
Нет
Пирометры оптоволоконные и лазерные
Принцип работы такого оборудования идентичен приборам традиционным. Отличием является наличие оптоволоконного кабеля. По этому кабелю транспортируется световой поток. Такая комплектация хороша тем, что можно произвольно изгибать такой шнур. Благодаря такому качеству замеры можно проводить даже в самых труднодоступных местах.
Пирометры оптоволоконные нашли широкое применение в местах, где повышенное электромагнитное поле, и полностью бессильны традиционные модели. Они оснащены фиксированным фокусом. Эти устройства позволяют производить замеры излучения тепловой энергии с самым минимальным диаметром пятна 0,1 миллиметр. Но этот фокус ограничивает расстояние замеров: для того чтобы измерение было точным необходимо соблюдать указанную дистанцию в инструкции.
Лазерные прицелы на пирометрах были установлены для того, чтобы производить замеры на большой дистанции. Такие приборы бывают нескольких видов:
- Прицелы круговые — это самые точные приборы, которые эффективно работают с разным диаметром измеряемого пятна и на любых дистанциях.
- Лазерный пирометр с лучом двойным. Позволяет определить местоположение и размеры измеряемого объекта. Вблизи им пользоваться не рекомендуется, так как чаще всего цифры сильно завышены.
- Пирометр лазерный с лучом одинарным позволяет наводить устройство только по центру пятна тепловой энергии. Зона чувствительности, в зависимости от модели оборудования, может иметь погрешность до 2 сантиметров. Чаще всего подобный дефект встречается в дешёвых моделях.
Пирометр какой фирмы лучше выбрать
Рейтинг составлен из лучших моделей немецких, китайских, американских и российских производителей. При формировании списка учитывалась надежность репутации и долговременность пребывания компаний на рынке технических товаров. Цены варьируются от 2500 до 19 000 руб., поэтому можно найти вариант, подходящий под любой бюджет.
В ТОП вошли следующие фирмы, производящие пирометры:
- Bosch – крупный немецкий холдинг, основанный в 1886 году в Штутгарде Робертом Бошем. После второй мировой войны было запущено производство в Индии, Австралии и Бразилии, а на сегодняшний день Бош работает более чем в 60 странах. Партнеры по обслуживанию и продажам находятся в 150 государствах. Холдинг производит бытовую, автомобильную и промышленную технику, в том числе и пирометры.
- Kraftool – немецкая компания, которая быстро завоевала доверие клиентов благодаря своей надежности, высокому качеству товаров и универсальности. Ее основное производство находится в Германии. Различные измерительные инструменты данного бренда, в том числе пирометры, являются лидерами по продажам РФ.
- Зубр – российская компания, которая начала свою деятельность в 2002 году. На сегодняшний день она вышла на международный уровень, а ее продукция занимает лидирующие позиции в соответствующих сегментах российского рынка. Она производит товары как для домашнего, так и для промышленного использования.
- ADA – американская компания, которая была зарегистрирована в 2008 году. Предприятие производит измерительное, диагностическое и иное оборудование для геодезических и строительных работ. Фирма работает во многих странах: России, Украине, Нидерландах, Бельгии, США и т. д. Главный офис находится в Гонконге. ADA означает «дополнительная точность» и именно этот девиз обеспечивает высокое качество ее продуктов.
- CEM – китайская компания, основанная в 1991 году. Сейчас она имеет представительства более чем в 90 странах, количество дилеров – около 5 тыс. Предприятие специализируется на производстве пирометров, тепловизоров и иной измерительной аппаратуры. Ручной труд сведен к минимуму – на всех этапах создания приборов, где требуется высокая точность, используются полностью автоматизированные станки.
- Condtrol – российская компания, специализирующаяся на разработке инновационных решений в области физических свойств материалов, используемых в создании лазерных измерительных приборов. Продукция продается по всей стране и в ближнем зарубежье, а также в Японии, Европе, КНР и США под собственными брендами.
- Мегеон – молодая российская торговая марка, под которой выпускается ряд контрольно-измерительных инструментов. Они могут быть использованы как в быту, так и в профессиональных целях. Продукция имеет международный сертификат и отличается высокой степенью точности, несмотря на то, что относится к среднему ценовому сегменту.
Лучшие толщиномеры
Теория
При типовом использовании резистора вы не хотите, чтобы его сопротивление менялось при изменении температуры. Это не реально в реальной жизни, можно лишь обеспечить небольшое изменение сопротивления при большом изменении температуры. Если бы это было не так, то резисторы странно влияли бы на работу схем, например, светодиод мог бы светиться намного ярче или тусклее по мере изменения температуры окружающей среды.
Но что, если вы действительно хотите, чтобы яркость светодиода была функцией температуры? Здесь появляется термистор. Как вы могли догадаться, у термистора сопротивление сильно изменяется при небольшом изменении температуры. Чтобы проиллюстрировать это, ниже приведена кривая изменения сопротивления термистора:
График зависимости сопротивления термистора от температуры
На рисунке показаны лишь единицы измерения без фактических значений, так как диапазон сопротивлений зависит от типа конкретного термистора. Как вы можете заметить, по мере увеличения температуры сопротивление терморезистора уменьшается. Это является отличительным свойством резистора с отрицательным температурным коэффициентом (Negative Temperature Coefficient), или, кратко, NTC термистора.
Существуют также терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (Positive Temperature Coefficient, PTC), сопротивление которых увеличивается по мере роста температуры. Однако, PTC термисторы имеют своего рода точку перелома и сильно меняют сопротивление при некоторой температуре. Это делает взаимодействие с PTC термисторами чуть более сложным. По этой причине в большинстве дешевых измерителей температуры предпочтительнее использовать NTC термисторы.
В оставшейся части статьи, как вы можете догадаться, мы будем говорить о терморезисторах типа NTC.
Газовые термонаклейки — Thermosensor
Однако помимо данной инновации разработчики пошли еще дальше. Визуальная инспекция конечно же хорошо, а что делать, чтобы не пропустить сам момент перегрева?
Как уже говорилось ранее, в пиковые часы нагрузки контакт может нагреться так, что произойдет авария или пожар, а вас рядом не будет. Как оперативно узнать об этом моменте?
Для этого воспользуйтесь другой разновидностью наклеек, которые входят в систему Thermosensor.
Помимо индикации нагрева этот стикер выделяет сигнальный газ (нетоксичный и негорючий). Откуда он берется?
В наклейке имеются замкнутые поры, заполненные жидкостью. Как только происходит рост температуры, давление в поре повышается и она взрывается, выбрасывая и высвобождая газ наружу.
Наличие газа фиксируется рядом установленным датчиком.
Сигнал от этого датчика вы можете вывести на любой пульт, лампочку, звонок, сигнализацию и т.д. Система даже позволяет посылать SMS уведомление на сотовый телефон, если вы находитесь далеко от объекта или диспетчерского пункта.
Таким образом вы моментально узнаете об аварийной ситуации в щитовой и сможете оперативно среагировать на нее еще до начала пожара.
Заметьте, что все пожарные датчики срабатывают уже после того, как произошло возгорание. А датчик Thermosensor среагирует, когда пожар еще даже не начался!
При этом производители долго подбирали химический состав газа таким образом, чтобы датчик реагировал именно на него и не возникало ложных срабатываний от табачного дыма, выхлопа автомашин и т.п.
Одна небольшая наклейка может выделять до 1м3 сигнального газа.
При помощи контрольно-приемных устройств (подключаемых по витой паре RS 485 или через радиоканал) и передачи сигнала на диспетчерский пункт, можно легко организовать оперативное реагирование на такую защиту.
Ей можно обвязать щитовые зданий и трансформаторных подстанций, расположенных на совершенно разных концах города. Диспетчер у себя на экране будет видеть сработку датчика и моментально пошлет туда оперативно-выездную бригаду еще до начала аварии.
Внедрив такую систему, надежность в наших электросетях можно повысить в разы.
https://youtube.com/watch?v=81hLfTfU0L4%3F
Источник — thermoelectrika.com
Где применяется пирометр
Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.
Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.
Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.
Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.
Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.
Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.
Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:
Стационарные бесконтактные термометры.
Данные устройства выполнены как стойка, на которой находится инфракрасный датчик, измеряющий температуру. Считывание данных проводится с запястья или лба человека на заданном производителем расстоянии. Одновременно с этим может проводиться идентификация человека по лицу (если термометр снабжен камерой с распознаванием лиц) и запись данных идентификации совместно с данными измерений температуры.
Бесконтактные инфракрасные термометры ZKTeco ZK-TD200 и ZK-TD100 проводят сканирование с интервалом 2 секунды и имеют точность измерений 0,3-0,5°C. Их легко перемещать и устанавливать в другое место. Если измеренная температура превышает пороговое значение, то устройства выдают сигнал тревоги.
Их преимущества:
- дистанционное измерение температуры сотрудников или посетителей,
- быстрота — не образует очередь при входе в помещение,
- удобство монтажа и перемещения стойки устройства,
- компактность — термометры не занимают много места,
- доступная цена.
Недостатки:
- необходимо осуществлять контроль за правильностью замеров — расстояние, на котором происходит сканирование, угол наклона лица или руки и прочие рекомендации производителя,
- потребность в дополнительном обслуживающем персонале для контроля правильности сканирования.
Краткая история тепловидения
История тепловидения восходит к 1800 году нашей эры, когда сэр Уильям Гершель открыл инфракрасное излучение. Спустя восемьдесят лет ведущий изобретатель Сэмюэль Пирпойнт Лэнгли изобрел болометр, термометр, использующий инфракрасное излучение.
Он вернулся, верно?
Тепловидение в начале 20 века, II. Он набрал обороты благодаря своей роли в военной деятельности во Второй мировой войне. Когда венгерский физик Кальман Тиханьи создал первую ИК-камеру в 1929 году, англичане использовали ее для обнаружения военных самолетов.
EEV и технологические компании Philips заинтересовались этой инновацией и создали устройства, которые помогают пожарным обнаруживать пожары в присутствии легко разбитого дыма, темноты или препятствий. FLIR также присоединился к автомобилю и сделал тепловизионную камеру для автомобиля.
Теория
При типовом использовании резистора вы не хотите, чтобы его сопротивление менялось при изменении температуры. Это не реально в реальной жизни, можно лишь обеспечить небольшое изменение сопротивления при большом изменении температуры. Если бы это было не так, то резисторы странно влияли бы на работу схем, например, светодиод мог бы светиться намного ярче или тусклее по мере изменения температуры окружающей среды.
Но что, если вы действительно хотите, чтобы яркость светодиода была функцией температуры? Здесь появляется термистор. Как вы могли догадаться, у термистора сопротивление сильно изменяется при небольшом изменении температуры. Чтобы проиллюстрировать это, ниже приведена кривая изменения сопротивления термистора:
График зависимости сопротивления термистора от температуры
На рисунке показаны лишь единицы измерения без фактических значений, так как диапазон сопротивлений зависит от типа конкретного термистора. Как вы можете заметить, по мере увеличения температуры сопротивление терморезистора уменьшается. Это является отличительным свойством резистора с отрицательным температурным коэффициентом (Negative Temperature Coefficient), или, кратко, NTC термистора.
Существуют также терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (Positive Temperature Coefficient, PTC), сопротивление которых увеличивается по мере роста температуры. Однако, PTC термисторы имеют своего рода точку перелома и сильно меняют сопротивление при некоторой температуре. Это делает взаимодействие с PTC термисторами чуть более сложным. По этой причине в большинстве дешевых измерителей температуры предпочтительнее использовать NTC термисторы.
В оставшейся части статьи, как вы можете догадаться, мы будем говорить о терморезисторах типа NTC.
Устройство бесконтактных измерителей – пирометров
Бесконтактные измерители температуры по методу работы с информацией могут быть двух типов: пирометры и тепловизоры. Конструкция последних сходная с устройством пирометров. Но назначение приборов и их возможности различны:
- пирометром измеряют среднюю температуру наблюдаемого участка;
- тепловизор даёт возможность определить нагрев каждой части наблюдаемого участка.
В состав пирометра-термометра входят:
- датчик приёма инфракрасного луча с системой оптики и зеркальным световодом;
- преобразующая поступивший луч электронная плата;
- экран, на который выводится показатель температуры;
- кнопка управления.
Тепловое излучение собирается в фокус системой оптики и посредством зеркального световода подаётся на датчик первого преобразователя теплового луча в электросигнал с напряжением, прямо пропорциональным излучению. Второе преобразование электросигнала осуществляется в электронной плате, после чего информация выводится измерительно-счётным блоком на экран в виде цифр. Казалось бы, всё просто и для дистанционного замера температуры надо:
- кнопкой управления включить пирометр-термометр;
- навести аппарат на точку замера и считать цифры с экрана.
Но нет, чтобы получить точный результат, надо ещё и обратить внимание на условия видимости точки замера и прозрачности воздуха, а также правильно установить место стоянки при измерении – оно определяется оптическими параметрами аппарата. Мало правильно навести пирометр на участок замера, необходимо ещё и выбрать расстояние для установления площади измеряемого участка
Тогда оптика будет работать с тепловым излучением только от нужного участка, без помех от излучений близлежащих устройств.
Тепловизоры для измерения температуры тела
Разделяют портативные и стационарные тепловизоры. Портативные модели могут устанавливаться на штативах, различных креплениях и функционировать, как стационарные модели.
Для задач видеонаблюдения и контроля доступа часто используют либо связку видеокамеры и тепловизора, либо устройство, соединяющее эти функции в одном корпусе, то есть тепловизионные камеры. От обычных камер они отличаются 2 объективами на фронтальной панели.
Чтобы сканировать температуру человеческого тела, можно использовать только специально предназначенные для этого тепловизоры
Их настройки позволяют снизить погрешность измерения до минимальных значений, что важно при сканировании людей. Промышленные тепловизоры имеют слишком большую погрешность, которая может дать как большое количество ложных тревог, так и пропустить людей с признаками инфекционных заболеваний.
Для получения требуемой точности данных в тепловизорах используются 2 разных метода:
- Сравнение однородных объектов с близкой температурой. На практике это выглядит так: регистрируются данные измерения первых 10 человек, проходящих мимо объектива, рассчитывается средний показатель. Это значение принимается как эталонное и с ним сравниваются результаты замеров всех последующих посетителей или сотрудников.
- Сравнение с тепловым эталоном, который чаще всего называют «абсолютно черным телом» (АЧТ). Данный прибор излучает строго определенную температуру, которая признается за эталон и в сравнении с ним происходит сканирование всех проходящих людей.
Тепловизионные системы позволяют работать с потоком людей, что важно в общественных местах, как вокзалы, метро, больницы, школы, стадионы и прочие.
И, хотя данные решения дороже терминалов или стационарных бесконтактных термометров, но возможности их шире, а функционал, несомненно, будет полезен для организаций с повышенными требованиями к используемому оборудованию, такими как высокая скорость проведения измерений, интенсивность потока людей, точность замеров, количество ошибок.
тепловизионные камеры DAHUA
Достоинства тепловизионных комплексов:
- Обеспечивают высокую точность измерения.
- Тепловизор проводит сканирование на большой дистанции, обслуживающему персоналу нет необходимости подходить близко к посетителям, следовательно исключается перекрестное заражение.
- Высокая скорость – уменьшает заторы на входе, позволяя вести замеры в потоке людей.
Тепловизионные комплексы и камеры имеют некоторые ограничения, которые необходимо учитывать при их внедрении:
- На точность влияет нахождение различных нагретых предметов в поле зрения тепловизора – например, если тепловизор «смотрит» в сторону входа с тепловой пушкой, то он может некорректно проводить сканирование проходящих мимо людей.
- В холодное время года перед сканированием сотрудники и посетители должны согреться, побыв в теплом помещении – так замеры будут более точными. Это решается организацией тепловых коридоров, через которые проходят люди перед сканированием.
Устройство и принцип действия
Основу структуры пирометра составляет детектор инфракрасного излучения. Данные преобразуются посредством встроенной электронной системы и отображаются на дисплее.
Типовой пирометр по форме напоминает пистолет с небольшим дисплеем. Компактная панель управления, наводка лазером и высокая точность при близком взаимодействии с объектом объясняют востребованность инструмента среди работников инженерных и технических сфер.
Основными рабочими элементами пирометра считают линзу, приёмник, а также дисплей, на который выводится результат измерения. Принцип действия пирометра следующий: от изучаемого объекта исходит инфракрасное излучение и посредством линзы оно фокусируется и отправляется в приемник (термобатарея, полупроводник, термопара).
Если используется термопара, в момент нагрева приемника меняется напряжение. Сопротивление — в случае использования полупроводников. Эти изменения преобразуются в показания температуры.
Для того, чтобы провести измерение, необходимо просто навести пирометр на объект, привести его в действие и отметить полученный результат. Используя специальную кнопку, вы можете регулировать формат измерения температуры — по шкале Цельсия или Фаренгейта.
Как это работает?
Принцип работы здесь элементарный. Лента покрыта специальными светоотражающими кристаллами.
При нагреве поверхности эти кристаллы расплавляются и впитываются в полимерный состав на наклейке. В результате этого световые полоски становятся черными, сигнализируя персоналу, что в данном конкретном месте был перегрев.
Обратно свой цвет они уже не возвращают. Так что, если контакт грелся вечером или ночью, на следующий день вы это обязательно увидите.
После ревизии и подтяжки соединения, наклейку придется заменить на новую. Весь осмотр эл.щитовой будет заключаться в визуальном контроле цветовых полосочек.
При этом не нужно иметь с собой дорогостоящих тепловизоров или пирометров. Все максимально безопасно и элементарно просто.
Такая штука поможет вам оперативно предотвратить возможный пожар, аварию или повреждение оборудования.