Устройство и принцип работы
Итак, пирометры и бесконтактные термометры работают на основе определения мощности излучения, в данном случае – инфракрасного. Если сказать по-научному, то в основе принципа их действия лежит закон Стефана-Больцмана, описывающий зависимость плотности и мощности излучения тела от его температуры.
Устройство и работу таких приборов можно описать следующим образом. Тепловое излучение от объекта вначале считывается датчиком, или первичным пирометрическим преобразователем. Он превращает эту информацию в электрический сигнал, который направляется во вторичный пирометрический преобразователь, а затем попадает в измерительно-счетное устройство. Обработанный результат выводится на дисплей прибора.
В промышленных пирометрах, которые измеряют температуру в диапазоне от −50 до +380 °С, погрешность составляет порядка 1,5 °С. Медицинские бесконтактные градусники работают в более узком диапазоне, который равен температуре человеческого тела: от +34 до +42,9 °C, но при этом их точность более высокая – погрешность на уровне 0,3 °С.
Использовать инфракрасный термометр очень просто, справиться с этим может любой. Чтобы замерить температуру, нужно навести термометр на объект примерно на расстоянии десяти сантиметров и нажать кнопку. Участком для измерений чаще всего выступает лоб или же запястье руки. Таким способом очень легко и всего за пару секунд температура определяется как у взрослых, так и у детей. В наши дни практически каждый ощутил на себе все преимущества подобного скрининга.
При всей несложности данной операции подходить к выбору модели термометра стоит серьезно. Только сертифицированный, откалиброванный прибор может показать достоверные результаты и прослужить долгое время
Рекомендуем обратить внимание на новую модель ТБ-А01 от холдинга «Росэлектроника». Уже совсем скоро устройство появится в продаже на крупных маркетплейсах
ТБ-А01 измеряет температуру всего за пять секунд, при определении повышенной температуры экран прибора становится красным. Термометр запомнит до 99 последних измерений, что позволяет отслеживать динамику состояния больного. Данный бесконтактный термометр подходит как для домашней аптечки, так и для медицинского использования.
Как правильно измерять температуру пирометром
Watch this video on YouTube
После покупки устройства необходимо внимательно изучить инструкцию к нему. Несмотря на весьма простые требования к эксплуатации, опрометчивые действия могут повлечь за собой значительные искажения температурных значений. Процесс правильного измерения температуры пирометром выглядит следующим образом:
- Включите прибор пирометра;
- Определите материал, из которого изготовлен объект (например, сталь или медь);
- Затем, в зависимости от модели прибора, занесите коэффициент излучения в качестве правки на дисплее;
- Направьте луч инфракрасного пирометра на измеряемую поверхность;
- Определите границу пятна измерения при помощи лазерной указки.
При такой последовательности измерения вы получите результаты наиболее близкие к фактической температуре.
Пирометр – универсальный и незаменимый по своей функциональности прибор. Разобравшись в нюансах его эксплуатации, им легко можно пользоваться как в профессиональной сфере, так и в быту.
Что такое термостат и какой у него принцип работы
Что такое амперметр и как им проводить измерения?
Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды
Для чего нужен осциллограф и как им выполнять измерения тока, напряжения, частоты и сдвига фаз
Как пользоваться мультиметром – измерение напряжения, силы тока и сопротивления
Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется
Как часто необходимо проводить поверку инфракрасных термометров?
Поверка – это система последовательных действий, направленных на определение соответствия инфракрасного термометра требуемым стандартам.
Поверка на измерительные приборы требуется только для организаций, действующих в сфере связанной с медициной.
Поверку может производить только аккредитованная организация, которая имеет право проводить соответствующие исследования и выдавать подтверждающие документы, свидетельствующие об успешном прохождении поверки.
Межповерочный интервал для инфракрасных термометров составляет 1-2 года в зависимости от модели устройства.
Таким образом, если прибор используется в здравоохранительной отрасли применять его допустимо только при наличии действующей поверки, которую обязательно нужно проходить раз в два года или в другой установленный производителем и нормами период.
Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения
Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.
А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.
И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.
Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:
лучи, которые тело пропускает через себя
лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
отраженные лучи от окружающих предметов
Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:
коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
коэффициент отражения
Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.
В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.
Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.
Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.
Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.
Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.
Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.
Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.
Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.
Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.
Как чистить инфракрасный термометр?
Любому измерительному прибору и тем более электронному для точности его показаний требуется чистка и уход, это тоже относится к умению правильно пользоваться инфракрасным термометром.
Самой важной и чувствительной частью бесконтактного градусника является оптическая система (сенсор). Для обеспечения наиболее точного измерения сенсор всегда должен быть чистым и не иметь никаких повреждений
Для обеспечения наиболее точного измерения сенсор всегда должен быть чистым и не иметь никаких повреждений.
В случае загрязнения сенсор можно очистить мягкой тряпочкой, пропитанной 70%-м спиртом, аккуратными движениями удаляя все лишнее.
На сенсорах ушных ИК-термометров порой попадает ушная сера, удалить ее можно с помощью обычных ватных палочек.
Ватные палочки при этом можно использовать как сухие, так и пропитанные 70%-м спиртом.
Бытовая химия может повредить сенсор, сделать его мутным и прибор станет не пригодным к использованию.
В комплект некоторых моделей ИК-термометров для защиты ИК-датчика входят специальные защитные колпачки.
Подробности по уходу за использованием таких устройств читайте в инструкции по эксплуатации конкретной модели.
Как хранить инфракрасный термометр?
ИК-термометр это тонкий электронный прибор, который необходимо содержать в чистоте, исключать любые физические и механические воздействия (вибрацию, прямые солнечные лучи, влага, пыль, удары, падения) на них, которые могут повредить устройство.
Чтобы правильно пользоваться инфракрасным термометром, также нужно знать как и хранить.
Хранение этих современных гаджетов следует производить в соответствии с рекомендациями, прописанными в инструкции к конкретной модели, к таковым относятся:
- температура окружающей среды: 10-50 градусов Цельсия;
- влажность: 20-80%;
- место недоступное для маленьких детей.
Проще говоря, хранить ИК-термометр нужно в сухом, проветриваемом помещении, исключая попадание на прибор прямых солнечных лучей.
При длительном хранении инфракрасного термометра желательно извлечь из него элементы питания.
Также следите за тем, чтобы на прибор и тем более внутрь его не попадала никакая жидкость.
Лучше всего хранить инфракрасный термометр в покупной коробке, в которой он будет хорошо защищен от внешних неблагоприятных воздействий.
Сотрудники организаций также должны знать, как правильно пользоваться инфракрасным термометром, для этого надо периодически проводить поверку прибора.
Что измеряют пирометром?
Предметом определения является среднее температурное значение для поверхностей предметов, тел в рамках пятен измерений. Они имеют эллипсовидную либо округлую форму. Чем больше длина пути от объекта измерения к пирометру, тем масштабнее размеры пятна. Устройство нацеливают на нужный предмет, материал при помощи встроенного в него лазерного указателя. Его направляют непосредственно в центр измеряемой окружности.
Современные пирометры дистанционно фиксируют температуру, допускают минимальные погрешности, а также имеют эргономичный дизайн и автономное питание. Таким оборудованием пользуются, когда необходимо:
- проконтролировать температурный режим объектов в условиях высокого риска попадания под удар электрического тока;
- иметь дело с поверхностью предметов, где могут наблюдаться резкие изменения температуры;
- измерять силу нагрева объектов с неординарными температурными режимами (высокие уровни на одном и нормальные значения – на другом элементе).
Поскольку устройство имеет особый принцип работы, основанный на «считке» излучения тепловых волн инфракрасного диапазона, оно способно фиксировать температурные показатели объектов, которые находятся на расстоянии до 15 метров. Благодаря этому аппарат имеет такие плюсы, как:
- безопасность;
- удобство применения;
- высокая точность фиксации показателей тел, предметов, конструкций, материалов.
Как проверить исправность градусника?
Если вы сомневаетесь в правильности показаний термометра, то можно провести следующий простой тест с помощью двух градусников и стакана воды. Возьмите обычную теплую воду и поместите туда оба градусника. Данные будут одинаковыми спустя три минуты. Это даст вам возможность судить о том, насколько правильно работает термометр. Если же данные электронного градусника сильно отличаются, то вам прямая дорога в сервисный центр.
Кстати, тест на температуру можно провести не только на воде, но и на себе, измерив температуру ртутным и электронным градусником. Разницу показаний запомните и дальше просто добавляйте недостающие градусы. Как правило, разница составляет примерно 2 десятых. На ртутном 36,6, на электронном — 36,4. На ртутном 37,5 — на электронном 37,3.
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.
Обзор популярных моделей
Сегодня на полках в магазинах представлено огромное количество различных моделей цифровых термометров. Выбирать их можно, основываясь на отзывы о производителе, стоимости или наличию различных опций. К самым популярным относятся:
-
Gamma T-50. Разработан для детей и взрослых. Оборудование обладает встроенной памятью и может сохранять последние значения. Есть автоотключение, которое экономит батарейку. Время измерения температуры составляет 1 минуту.
-
Thermoval Basic. Градусник является влагонепроницаемым и может сохранять в своей памяти последний результат. Заряда 1 батарейки хватает на 3 000 замеров.
- Chicco Digi light. обладает ярким внешним видом и гибким носиком, на конце которого размещается датчик. Плюсом данного оборудования является встроенная подсветка дисплея, а также звуковой сигнал. Кроме этого, у прибора в комплекте идет защитный футляр.
Chicco Digi light
Для молодых родителей отличными вариантами станут такие электронные градусники, как Little Doctor LD-303 и Microlife MT 1751. Они выполнены в форме соски. Чтобы произвести замеры, необходимо дать ее ребенку. Он сосет эту соску несколько минут, после чего результат будет отображен на специальном дисплее.
Детские градусники-соски
Как пользоваться инфракрасным термометром для измерения температуры?
Все инфракрасные термометры имеют схожее устройство, которое подразумевает практически одинаковые действия по использованию этого прибора.
Измерение температуры производится очень просто буквально за 1-3 секунды, ниже все описано по шагам.
Также нужно убрать со лба волосы, чтобы они не препятствовали сканированию и протереть пот, если таковой имеется.
Если ИК-термометр определил подозрительно низкую или высокую температуру – рекомендуется произвести подряд три повторных измерения на одном и том же участке тела, и выбрать наивысшее значение.
При соблюдении этих рекомендаций, результаты измерений будут более точными.
При обращении к врачу следует его проинформировать, что температуру измеряли инфракрасным термометром.
Как переключить инфракрасный термометр с градусов Цельсия на градусы Фаренгейта?
Все инфракрасные термометры производят заграницей, поставляют их в разные страны.
В одних государствах температуру принято измерять в градусах по Фаренгейту, в других по Цельсию.
Чтобы инфракрасные термометры можно было использовать в разных странах, их производят с дополнительной функцией, которая заключается в возможности измерять температуру по Цельсию или по Фаренгейту.
Для этого в устройстве ИК-термометров может быть специальный переключатель, расположенный на корпусе прибора, кнопка или переключение производится в меню дисплея, через управление определенными кнопками.
Подробности читайте в инструкции к конкретной модели инфракрасного термометра.
Как производится замер температуры инфракрасным термометром?
Процедура измерения температуры заключается в том, чтобы поднести прибор к нужному объекту на рекомендуемое расстояние, примерно 3-8 см и нажать на кнопку «Пуск» или курок.
Этим действием мы запускается механизм сканирования, и через 1-3 секунды результат измерений отобразится на дисплее.
Подобные действия могут исказить результаты измерений или привести к загрязнению оптической системы и даже к поломке ИК-термометра.
Как измерить температуру тела человека инфракрасным термометром?
Для измерения температуры человека первую очередь переводим переключатель в позицию «Тело» (Body), если такого переключателя на вашей модели ИК-термометра нет, то пропускаем этот шаг.
Вторым шагом определяемся, с какого участка тела будем производить замер.
Измерение температуры человека, в зависимости от модели прибора, рекомендуется производить только одним или одним из нескольких способов:
- лобный (на лбу);
- ушной (в ухе);
- оральный (во рту);
- ректальный (в анальном отверстии);
- аксилярный (подмышечное измерение).
Если температура помещения сильно выше или ниже нормальной комнатной температуры (20 – 23 градуса Цельсия), замерять температуру человека рекомендуется за мочкой уха или через ушной канал.
Подробности смотрите в инструкции конкретной модели инфракрасного термометра.
На третьем шаге подносим прибор на рабочее расстояние к измеряемому участку тела, производим своего рода нацеливание, и жмем кнопку «Пуск»/курок.
Через пару мгновений смотрим результат на ЖК-экране.
Надо иметь в виду, что температура на лбу, может отличаться от температуры в ушном канале, на ногах или руках.
При высокой температуре рекомендуется обращаться к врачу.
Как измерить температуру объекта инфракрасным термометром?
Объектом может быть любое твердое или жидкое вещество: съедобные/несъедобные предметы и жидкости.
Первым делом, производим все те же самые действия, что и при измерении температуры тела человека, но здесь мы переводим переключатель в позицию «Объект»(Object).
Вторым шагом подносим устройство к объекту на рабочее расстояние, и жмем кнопку «Пуск»/курок.
После этих действий результат появится на ЖК-дисплее, и мы будем знать температуру объекта.
После использования инфракрасный термометр нужно убрать на место хранения.
Как измерить температуру тела настенным ИК-термометром?
Приборы установленные в местах общего пользования на специальной стойке, штативе или закрепленные на стене работают в автономном режиме.
Для того, чтобы произвести замер температуры тела человека, достаточно подойти к настенному инфракрасному термометру на требуемое расстояние и сканер устройства автоматически определит температуру и выведет результаты на своем дисплее.
Подробнее о настенных бесконтактных термометрах читайте здесь
Что такое пирометр, и где он применяется?
Пирометр схож с обычным комнатным термометром по принципу действия, с единственной разницей в том, что может измерять температуру большего диапазона и на расстоянии. То есть не нужно прикасаться к измеряемому объекту, чтобы узнать его температуру (хотя существуют и контактные пирометры). Это весьма удобно, так как можно измерить очень горячие поверхности (до 300 — 550 °С).
Пирометр нашел применение в следующих областях:
- Электрика. Им производятся замеры температуры соединений. Например, если температура соединения фазной шины и провода 80 — 100 °С, а температура окружающей среды 20 °С, это означает, что контакт слабый, поэтому греется, и его нужно подтянуть.
- Ремонт автомобиля. К примеру, вы заметили, что двигатель вашего автомобиля сильно греется, и вам нужно узнать в чем причина. Вы замеряете температуру на входном патрубке термостата и температуру радиатора. Если разница температур большая, тогда проблема может быть в работе термостата.
- Ремонт электроники и бытовой техники. Можно проверить греется ли процессор или материнская плата в компьютере. Также можно узнать температуру подшипников в движущихся узлах электродвигателей и, если она высокая, тогда производить ремонт.
- Расчет теплопотерь помещения. Пирометр позволит узнать температуру стен, окон и дверей, чтобы можно было рассчитать теплопотери и соответственно утеплить при необходимости.
- Проверка теплоотдачи отопительной системы. Устройство позволит проверить, как греет котел систему индивидуального отопления, или соответствует ли температура батарей в центральном отоплении той, которая заявлена государством (по закону).
Как пользоваться пирометром?
Принцип действия устройства следующий: тепловой (инфракрасный) датчик принимает инфракрасное излучение от объекта и передает его на электронный блок. Электронный блок обрабатывает излучение и выдает показания температуры на дисплей устройства.
На каждом устройстве производитель указывает оптическое разрешение, то есть на каком расстоянии необходимо измерять температуру объекта. Например, на приборе DECO CWQ01 указано оптическое разрешение 12:1. Это означает, что для правильного измерения температуры необходимо расположить прибор на расстоянии равном 12*S, где S — это диаметр пятна, с которого тепловой датчик снимает показание температуры. Предположим нам необходимо узнать температуру процессора компьютера, диаметр которого 3 см. Для точных показаний нам необходимо держать устройство на расстоянии 12 * 3 = 36 см. Если мы будем держать чуть дальше, диаметр замеряемого пятна увеличится (как луч в фонарике) и показания будут сняты не только с процессора, но и с окружающей его платы.
Каждое устройство имеет красный луч маркер
Обратите внимание, что измеряет температуру не он, а датчик, который расположен под излучателем. Луч лишь показывает место замера
Если пирометр поднести слишком близко к объекту, то пятно измерения будет находится ниже луча, и мы снимем показания не с того места, с которого хотели
Именно поэтому важно держать устройство на правильном расстоянии
Также при замерах важно учитывать коэффициент излучения (эмиссии) объектов, которые проверяем. Каждый материал определенным образом излучает тепло, причем степень излучения может быть разной в зависимости от цвета объекта, матовой/зеркальной поверхности и окисленности (в случае металлов)
То есть коэффициент излучения — это соотношение энергии, излучаемой поверхностью материала к энергии излучения абсолютно черного объекта при равной температуре. Для абсолютно черных тел этот коэффициент равен 1. Для остальных же материалов этот коэффициент свой. В таблице ниже приведены коэффициенты для большинства материалов.
Типы и классификация
В зависимости от функционального признака, выделяют несколько классификаций пирометров.
По существенному методу, используемому в работе:
- Инфракрасные;
- Оптические.
Оптические пирометры подразделяются на:
- Яркостные;
- Цветовые, или мультиспектральные.
По образу прицеливания различают устройства с оптическим или лазерным прицелами.
По применяемому коэффициенту излучения выделяют пирометры с переменным и фиксированным коэффициентом.
По возможности транспортировки пирометры делятся на стационарные и мобильные (переносные).
Основываясь на возможном диапазоне измерений выделяют:
- низкотемпературные (-35…-30 °С);
- высокотемпературные (+400 °С и выше).
Особенности электронного градусника
При выборе электронного прибора стоит обратить внимание на его сильные и слабые стороны. К положительным качествам относятся:
- Безопасность. В нем отсутствует ртуть, поэтому он не может причинить вред здоровью. Подходит для использования как взрослым, так и детям любого возраста.
- Универсальность. Электронным термометром можно измерить температуру различными методами. Например, орально, ректально, в подмышечной впадине, локтевом сгибе или в паху.
- Скорость. Процедура обычно не занимает много времени. В среднем для получения достоверных данных тратится около 30-60 секунд.
- Комфорт. Об окончании процесса измерения температуры можно узнать по звуковому сигналу, который издаст прибор.
- Простота. Результат измерения будет выведен на специальный дисплей. Человеку достаточно будет просто посмотреть на табло.
- Экономичность. Прибор самостоятельно отключится через несколько минут после использования. Это поможет сэкономить батарейку.
Рынок заполнен различными медицинскими термометрами, которые могут оснащаться дополнительными функциями. К самым востребованным и популярным относятся:
- наличие встроенной памяти. То есть прибор автоматически хранит последние показатели, что поможет человеку проводить анализ изменения собственной температуры тела. Некоторые модели запоминают до 30 измерений;
- водонепроницаемый корпус. Данная функция позволяет молодым мамам измерять не только температуру тела новорожденного ребенка, но также определять степень нагрева воды, которая будет использоваться для купания;
- переключение шкалы с измерительной системы Цельсия на Фаренгейт;
- подсветка дисплея. Это поможет увидеть показания термометра даже ночью, не вставая с постели для включения света;
- смена наконечника.
Детские термометры
Помимо положительных качеств оборудование также имеет несколько отрицательных моментов. Среди них:
- Некоторые модели боятся влаги, поэтому их нельзя мочить.
- Электронный градусник нужно держать обычно несколько минут после звукового сигнала. Это не очень удобно, так как следует засекать дополнительное время.
- Стоимость хорошего электронного прибора несколько выше, чем у ртутного термометра.
Кроме этого, при покупке прибора для новорожденного, помните, что использовать его можно только до того момента, пока не появятся первые зубки.
Чтобы данные получились максимально точными и правильными, в обязательном порядке необходимо соблюдать все указания и советы производителя, которые указаны на упаковке оборудования и в прилагаемой инструкции.
Упаковка
Развенчиваем мифы: ртутный или инфракрасный?
При всем удобстве использования бесконтактных термометров, все еще находятся те, кто предпочитает традиционные ртутные градусники, считая их более точными. При этом, в пользу отказа от ртутных моделей говорит и тот факт, что это просто опасно. В одном градуснике содержится до 1,5 грамма ртути. К примеру, если это содержимое попадет в озеро, то вся рыба в нем будет отравлена. В нашей стране производство ртутных термометров приостанавливается – еще в 2014 году Россия присоединилась к конвенции о запрете бытовой ртути.
Чтобы разобраться в уровне точности термометров, стоит обратиться к научным исследованиям на данную тему, которых было проведено немало. Медики постоянно организуют научные исследования, в которых сравнивают точность различных видов градусников между собой. На сегодняшний день самым авторитетным научным анализом специалисты признают обзор в журнале Internal and Emergency Medicine, в котором изучены около 40 исследований с участием более 12 тыс. пациентов. Сравнивались несколько видов бесконтактных термометров, а также электронные и ртутные. В общем зачете на первом месте по точности оказались модели бесконтактных инфракрасных термометров и только затем контактные – ртутный и электронный.
Сегодня даже в поликлиниках и больницах температуру измеряют электронными термометрами, отказываясь от ртутных, а после пандемии, медучреждения и вовсе переходят на более удобные и безопасные бесконтактные инфракрасные градусники. К тому же время измерения температуры снизилось с 8-10 минут до 10 секунд.