Быстродействующий измеритель температуры

Содержание

Микроконтроллеры Процессоры, проекты, программирование

Nav view search

Навигация

Искать

Датчики

Датчики температуры. Общий обзор.

Для измерения температуры различных физических объектов человечество придумало огромное количество типов устройств и еще больше вариантов их реализации. Несмотря на это, выбрать нужный тип датчика для микроконтроллерного проекта не так сложно, достаточно знать особенности нескольких основных принципов измерения. Ниже будут кратко рассмотрены основные типы температурных датчиков, имеющие практическую ценность для автоматических систем измерения.

Термометры сопротивления.

Наиболее простым и распространенным типом датчика температуры является термометр сопротивления. Принцип его действия основан на зависимости удельного сопротивления металлов от температуры. Это значит, что с ростом температуры сопротивление металлического провода будет расти. Коэффициент, описывающий подобную зависимость, называется температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Для металлов эта величина положительна.

Конструктивно, термометр сопротивления представляет собой миниатюрную катушку из медного или платинового провода, упакованную в защитный кожух. Для получения оптимальных характеристик измерения, провод стараются взять как можно большей длины. Для удобства применения все термометры стандартизуют по так называемому нулевому сопротивлению, т.е. сопротивлению при температуре 0 град.Цельсия. Промышленность выпускает термометры с нулевым сопротивлением 50,100,500,1000 Ом. Маркируются термометры по типу металла, используемому для измерения и нулевой температуре. Например, большое распространение имеют медные датчики ТСМ100 и платиновые ТСП100 и Pt100. Характеристики двух последних несколько отличаются, что необходимо учитывать.

Промышленный термометр

Термометры сопротивления находят применение для измерения температур от -50 до 200 град.Цельсия. К их достоинствам следует отнести высокую точность измерений при невысокой стоимости. Для изделий промышленного применения величина погрешности находится в районе 0.1 градуса. Использование термометров сопротивления подразумевает создание специальных схем, позволяющих определить сопротивление датчика с высокой точностью.

Терморезисторы

Принцип действия терморезисторов аналогичен термометрам сопротивления. Отличаются они в первую очередь технологией производства и конструктивными особенностями. По внешнему виду часто напоминают обычные резисторы. Терморезисторы существуют с положительным ТКС -позисторы, и отрицательным ТКС -термисторы.

Нулевое сопротивление терморезисторов может достигать десятков килоом. Использование их аналогично термометрам сопротивления. К недостаткам можно отнести значительную нелинейность характеристики этих элементов.

Термопары.

Принцип действия термопары основан на возникновении термоЭДС (эффекте Зеебека) в месте спая двух разнородных металлов. Величина ЭДС пропорциональна разности температур между «горячим» концом или спаем и «холодным» концом, представляющим собой точку подключения проводников к измерительному устройству. В нашей стране наибольшее распространение получили пары металлов хромель – алюмель ( международное обозначение – K, отечественное – ХА), хромель- копель (тип L или ТХК), платинородий – платина (т ип S или ТПП). Также существуют и некоторые другие типы термопр.

Выходным сигналом термопары является напряжение, величина которого измеряется в мВ. Это означает, что для полноценных измерений необходимо использовать усилитель. Второй особенностью использования термопар становится необходимость компенсации температуры холодного спая. В общем случае термопара представляет собой спай двух разнородных проводников. Точки подключения данных проводников к измерительному устройству в свою очередь образуют аналог спая, вносящего погрешность в измерения. Для ее учета в месте, максимально приближенном к точке контакта устанавливают дополнительный датчик температуры, показания которого вычитают из показаний основного. Третья особенность заключается в необходимости использования соединительных кабелей специального типа, как правило выполняемых из того же материала, что и термопара. Пренебрежение данным требованием приводит к увеличению погрешности измерений, за счет появления дополнительных спаев.

Главным достоинством термопар является возможность измерения высоких температур. Так для типа ХА диапазон измерений составляет от -180 до 1300 градусов. Для некоторых специальных моделей, верхнее значение может достигать 1800 градусов. Наряду с широким диапазоном, термопары характеризуются сравнительно высокой погрешностью измерения, примерно равной 1 градусу. Также, особенно при большом диапазоне измеряемых температур, требуется учитывать нелинейность термопар.

Полупроводниковые датчики температуры

Температурной зависимостью обладают не только металлы, но и p-n переход. Падение напряжения на нем при протекании тока в прямом направлении будет меняться примерно на 2мВ с изменением температуры на 1 градус. Используя данную зависимость можно организовать измерение температуры в диапазоне примерно от -55 до 150 градусов. В качестве датчиков могут использоваться обычные диоды или один из p-n переходов транзистора. Схемотехника измерительных схем с использованием подобных устройств повторяет варианты с терморезисторами. Существуют и специализированные изделия, представляющие собой законченные измерительные устройства с аналоговым выходным сигналом, пропорциональным температуре. Такие устройства очень удобно применять совместно с АЦП микроконтроллера. Наряду с аналоговыми датчиками, можно найти полупроводниковые микросхемы, содержащие встроенный АЦП и цифровой интерфейс связи (SPI, I2C, 1-Wire). Такие датчики позволяют создавать наиболее простые схемы, но при этом отличаются относительно низкой точностью. Более подробно с данными приборами можно ознакомиться на странице Полупроводниковые датчики температуры.

Другие датчики температуры.

Кроме вышеназванных можно отметить и некоторые другие принципы построения температурных датчиков. В системах автоматики могут встречаться контактные датчики-сигнализаторы. Принцип их действия может быть различен. Выходной сигнал реализован с помощью механического контакта, срабатывание которого происходит при заданной температуре. Наиболее интересным датчиком может стать датчик излучения или пирометр. Его принцип действия основан на измерении энергии, излучаемой каким-либо телом в окружающую среду. Такой принцип не требует непосредственного контакта с объектом, но отличается достаточно низкой точностью. Большинство пирометров представляет собой сложные приборы с высокой стоимостью, хотя в последнее время появились и миниатюрные датчики с различным типом выходов.

Выбор датчиков температуры

Первым параметром, определяющим выбор датчика температуры, считается диапазон измерения. Если подходит несколько вариантов, то можно пользоваться таким правилом: номинальное измеряемое значение должно лежать в диапазоне от половины до двух третей шкалы. Так, например, не желательно использовать термопару для измерения комнатной температуры, и наоборот для температур выше 200 градусов термопара будет хорошим выбором.

Диапазон измерения датчиков температуры

Следующей величиной, заслуживающей пристального внимания, будет точность измерений. Если по условиям проекта требуется точность менее одного градуса, то практически однозначным выбором станет термометр сопротивления. К счастью такие требования встречаются достаточно редко, и в большинстве бытовых применений вполне подойдет полупроводниковый датчик с точностью в 1 градус.

Конструктивные особенности датчика также определяют его область применения. Сегодня можно найти множество вариантов, как исполнения измерительной части, так и по способу присоединения к процессу. Также при выборе следует учитывать и такой параметр как инерционность. Инерционность измеряется в секундах и показывает, насколько быстро изменение температуры окружающей среды отразится на выходном сигнале датчика. Пренебрежение данным параметром часто может привести к неточности работы схемы и другим малоприятным последствиям, особенно если показания термодатчика используются для целей управления оборудованием.

Читайте также:  Простые охранные устройства для квартиры и дачи

Система многоканального бесконтактного температурного контроля «Зной». Пирометрический датчик температуры.

Опросный лист

Система бесконтактного температурного контроля «Зной» предназначена для осуществления непрерывного многоканального дистанционного контроля температур любых труднодоступных зон объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства (пищевая и сталелитейная промышленность, нефтеперерабатывающая отрасль), измерении температуры поверхности любого рода.

Приборы используются в роли средства безопасного бесконтактного измерения температур объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур, высокого напряжения или труднодоступных местах. На объектах энергетической отрасли в распределительных устройствах для контроля температуры главных цепей — контактов высоковольтного выключателя или разъединителя, соединений сборных шин, места соединения и оконцевания кабельных муфт находящихся под напряжением. Их можно применять в качестве теплолокаторов, для определения областей критических температур в различных производственных сферах например для включения вентиляторов охлаждения.

Состав системы

Система состоит из модуля температурного контроля и набора бесконтактных пирометрических датчиков температуры ДТП-300 (Датчик Температуры Пирометрический). Модуль бесконтактного температурного контроля имеет металлический корпус с кронштейном для крепления на DIN-рейку. Датчик температуры выполнен в металлическом корпусе. Все датчики, применяемые в системе, подключаются к модулю температурного контроля параллельно посредством кабельного шлейфа. Каждый датчик опционально может быть снабжен лазерным указателем места измерения температуры.

Работа системы

При подаче напряжения питания на систему «Зной» модуль температурного контроля производит последовательный циклический опрос всех подключенных датчиков. Типовая функция модуля – это сигнализация с помощью светодиодных индикаторов и сухих контактов реле о превышении установленных порогов температуры хотя бы на одном из подключенных датчиков. Модуль имеет три релейных канала сигнализации COM1, СОМ2 и СОМ3, для каждого из которых может быть установлена необходимая рабочая функция, например, контроль связи со всеми температурными датчиками, или сигнализация превышения установленного порога значения температуры какого-либо или нескольких выбранных датчиков. Описание всех функций доступно в опросном листе на систему.

Модуль также снабжен светодиодными индикаторами для визуального контроля работы системы:

  1. Индикатор контроля питания — контроля наличия напряжения питания.
  2. Индикатор связи с датчиками — двуцветный индикатор, зеленый свет которого сигнализирует о нормальной связи со всеми датчиками, вспышки красного цвета сигнализируют о сбоях в получении информации с датчиков.
  3. Индикатор превышения температурного порога 1.
  4. Индикатор превышения температурного порога 2.

Все настройки (значения температурных порогов, значение гистерезисов отпускания реле, количество датчиков в системе и др.) хранятся в энергонезависимой памяти модуля и могут быть изменены пользователем. Для внесения изменений необходимо подключиться к разъему интерфейса RS-485 модуля с помощью персонального компьютера, адаптера RS-485 и программной утилиты работы с модулем.

Интерфейс RS-485 с поддержкой протокола Modbus RTU на борту модуля также предоставляет пользователя возможность удаленного получения данных о значениях температур всех подключенных датчиков в непрерывном режиме.

Технические характеристики

ПараметрыЗначение
Напряжение питающей сети и сигналов дискретных входов перем/пост, В85—265/120—375
Номинальная потребляемая от сети мощность, Вт не более2
Количество каналов измерения температур15
Количество выходов типа «сухой контакт»3
Максимальное рабочее напряжение контактов сигнального реле, перем/пост В220
Максимальный рабочий ток контактов сигнального реле, А2
Соотношение диаметра пятна зоны измерения к расстоянию от датчика до поверхности измерения1:3, 1:8
Диапазон измерения температур, °С-40…+300
Максимальная погрешность измерения температуры в всем диапазоне измеренния, градусов Цельсия±4
Диапазон рабочих температур модуля, °С-40…+60
Диапазон рабочих температур датчика, °С-40…+60
Относительная влажность воздуха, %30—80
Габаритные размеры модуля температурного контроля, ДхШхВ, мм117х70х30

Схема электрическая подключения модуля температурного контроля

Х1 — разъем для подключения внешних устройств приема команд сигнализации.

Х2 — разъем интерфейса RS-485 для подключения адаптера связи с устройством.

Х3 — разъем для подключения питания.

Схема электрическая подключения датчиков ДТП-300

Датчики температуры подключаются по параллельной схеме. Данное решение является наиболее оптимальным, так как подключение всех датчиков к модулю производится одним кабелем. К клемме 5 датчика, которая гальванически соединена с его корпусом, подключается экран кабеля. При установке в устройствах имеющих металлическую оболочку, заземление датчика к корпусу производится подключением заземляющего провода либо непосредственно к корпусу датчика с применением царапающей шайбы, либо к клемме 5 датчика.

Рекомендации по установке датчика ДТП-300

При измерении температуры контролируемого объекта в поле зрения пирометрического визира не должны попадать посторонние предметы. На рисунках 1, 2 показана зависимость размера пятна измерения от расстояния до поверхности для датчика с оптическим соотношением 3:1 и 8:1.

Рисунок 1. Датчик ДТП-300 с оптическим соотношением 3:1

Рисунок 2. Датчик ДТП-300 с оптическим соотношением 8:1

Необходимо учитывать, что метка лазерного указателя не совпадает с оптической осью пирометрического визира, поэтому центр зоны смещен относительно метки лазерного указателя в горизонтальной оси на фиксированное расстояние 9 мм. Для включения/отключения лазерного указателя датчика необходимо произвести переключение кнопки, расположенной около пирометрического визира. После проведения настройки указателя на центр измерения температуры произвести отключение лазерного указателя.

Поскольку разные материалы имеют разные коэффициенты теплоизлучения, для обеспечения указанной погрешности измерения температур необходимо производить подготовку поверхности, например покрытие области на поверхности измерения слоем эмали черного цвета или произвести установку коэффициента в меню системы в соответствии с типом поверхности.

Быстродействующий измеритель температуры

Безконтактные термометры

testo 104IR
кат.№ 0563 1040

Складной, комбинированный водонепроницаемый (IP65) термометр для проникающего и инфракрасного измерения температуры в пищевой промышленности с тонким(106мм, диам 3мм с кончиком 22мм и диам. 2,3 мм) и прочным измерительным наконечником, дисплей с подсветкой. Оптика 10:1.

Диапазон измерения -50°С . +250°С(контактный), -50°С . +250°С.
(безконтактный).
Погрешность:±1°С (в диапазоне -50°С . -30,1°С ) ±0,5°С (в диапазоне -30°С . +99,9°С ) ±1% (в диапазоне +100°С . +250°С ).

testo 810
Кат№ 0560 0810
Измерение температуры воздуха и температуры поверхности дистанционным ИК способом. Одноточечный лазерный целеуказатель. Оптика 6:1. Отображение дифференциальной температуры.

Диапазон измерения:
Температура поверхности: Диапазон:-30°С . + 300°С, Разрешение: 0,1°С, Погрешность: ±2,0°С

Температура воздуха: Диапазон:-10°С . + 50°С, Разрешение: 0,1°С, Погрешность: ±0,5°С

Testo 830-Т1(№0560 8311, старый №0560 8301)
Быстродействующий с лазерным целеуказателем, оптика 10:1, коэффициент эмиссии 0,2. 1.0
Testo 830-Т2(№0560 8312, старый №0560 8302)
Быстродействующий с двойным лазерным целеуказателем, оптика 12:1, коэффициент эмиссии 0,2. 1.0, возможность подключения контакных термозондов для уточнения коэффициента эмиссии.
Testo 830-Т3(№0560 8303)
Быстродействующий с двойным лазерным целеуказателем, короткофокусная оптика 2,5:1, коэффициент эмиссии 0,2. 1.0, возможность подключения контакных термозондов для уточнения коэффициента эмиссии.
Testo 830-Т4(№ 0560 8314, старый №0560 8304)
Быстродействующий с двойным лазерным целеуказателем, оптика 30:1, коэффициент эмиссии 0,2. 1.0, возможность подключения контакных термозондов для уточнения коэффициента эмиссии. Диапазон измерения:
– 30°С . +400°С.
Погрешность: ±1,5°С или ±1,5% (от измеренного значения) в диап. +0,1°С . +400°С .

Внешний вид и область измерения Testo-830-T1:

Внешний вид и область измерения Testo-830-T2:

Testo 835-Т1(№0560 8351)

базовый ИК термометр с 4-х точечным лазерным целеуказателем, оптикой 50:1, разъем для контактного зонда температуры.

Testo 835-Т2(№ 0560 8352)

высокотемпературный ИК термометр (до +1500С) с 4-х точечным лазерным целеуказателем, оптикой 50:1, разъем для контактного зонда температуры.

Testo 835-Н1(№ 0560 8353)

ИК термометр, аналогичный модели 0560 8351 с модулем измерения относительной влажности воздуха.

Диапазон измерения -30°С..+600°С.
Погрешность: ±2,5°С(-30,0. -20,1°С), ±1,5°С(-20,0. -0,1°С), ±1,0°С(+0,0. +99,9°С), ±1% от измеренного значения( остальной диапазон). Разрешение 0,1°С

ИК термометр с крестообразным лазерным целеуказателем, переключаемой оптикой (75:1 или короткофокусная), разъем для контактного зонда температуры, оптический/аккустический сигнал тревоги, память, ПО для передачи данных на ПК с USB-кабелем.

Testo 845(№ 0563.8451)

ИК термометр, аналогичный модели 0563.8450 с модулем измерения относительной влажности воздуха.

Диапазон измерения -30°С..+950°С.
Погрешность: ±0,75°С/ ±0,75% (от измеренного значения).

Иллюстрация к работе прибора с длиннофокусной оптикой(75:1)

Иллюстрация к работе прибора с короткофокусной оптикой

Приборы снятые с производства:

Testo 825-Т2(№0560 8256)
Быстродействующий с лазерным целеуказателем, оптика 3:1, регулируемый коэффициент эмиссии

Testo 825-Т4(№0560 8258)
Быстродействующий с лазерным целеуказателем, оптика 3:1, регулируемый коэффициент эмиссии, встроенный поверхностный контактный термозонд(термопара Тип К).
Диапазон измерения:
– 50°С . +400°С.
Погрешность: ±2°С в диап. -50°С . +100°С или ±2% (от измеренного значения)

Приборы безконтактного (на основе инфракрасных сенсоров) измерения температуры:

testo 805(№0560 8051)

Карманный инфракрасный минитермометр. Коэффициент эмиссии 0,95 или 1.00

Диапазон измерения: -25°С . +250°C.
Погрешность:
±1°С (от -2°С до +40°С)
±1,5°С (от 40,1°С до +150°С)

Testo 831(№ 0560 8316, старый №0560 8310)
Быстродействующий для пищевой промышленности с двойным лазерным целеуказателем, оптика 30:1, коэффициент эмиссии 0,2. 1.0, возможность подключения контакных термозондов для уточнения коэффициента эмиссии. Диапазон измерения:
– 30°С . +210°С.
Погрешность: ±1,5°С или ±1,5% (от измеренного значения) в диап. -20°С . +210°С .
спецификация
Testo 826-Т2(№ 0563 8282)

Для пищевой промышленности, с лазерным целеуказателем, коэффициент эмиссии 0,95.

Testo 826-Т4(№ 0560 8284)

Для пищевой промышленности, с лазерным целеуказателем (модель Т-4), оптика 6:1, коэффициент эмиссии 0,95, дополнительный контактный проникающий зонд(NTC).
Диапазон -50°С . +300°C.
Погрешность: ±2°С в диап. -50°С . +100°С или ±2% (от измеренного значения)

Поверка пирометра Testo 830-T1

Пирометры ( инфракрасные термометры ) testo 830-T1, testo 830-T2– это компактные инфракрасные термометры, предназначенные для бесконтактного измерения температуры поверхности. Поверка пирометра Testo 830-T1 проходит в аккредитованной лаборатории РЦСМ и занимает от 1 до 5 дней.
Пирометр testo 830-T1 — быстродействующий универсальный инфракрасный термометр с 1-точечным лазерным целеуказателем, с возможностью настройки предельных значений температуры, имеет функцию подачи сигнала тревоги. Выполнен в эргономичной форме «пистолета».

Пирометр testo 830-T2 — универсальный инфракрасный термометр с 2-х точечным лазерным целеуказателем, с возможностью настройки предельных значений температуры, имеет функцию подачи сигнала тревоги. Внешний дизайн аналогичен testo 830-T1. Пирометр testo 830-T2 имеет возможность для подключения внешних зондов и выполнения дополнительных контактных измерений.

Поверка пирометра Testo 830-T1

Пирометр Testo 830-T1 (инфракрасный термометр) предназначен для бесконтактного измерения температуры поверхности исследуемого тела. Пирометры testo серии 830 измеряют мощность теплового излучения объекта в инфракрасном диапазоне и пересчитывают измеренную величину в температуру. Данные приборы относятся к классу переносных, быстродействующих, низкотемпературных, инфракрасных пирометров, что позволяет широко использовать эти устройства для оперативного контроля в строительстве, теплоэнергетике, сфере ЖКХ, в быту. Низкотемпературный пирометр позволяет измерять даже отрицательные температуры объекта. Температурный диапазон Testo 830-T1 от -30 до +400°C. Диаметр инфракрасного датчика пирометра равен 16мм, оптическое рарешение 10:1, что позволяет проводить измерение прибором на достаточном удалении от объекта. Для точного наведения на измеряемую поверхность имеется лазерный визир. Для измерений на слабо излучающие поверхности в Testo 830-T1 предусмотрена возможность изменения коэффициента излучения в пределах от 0.2 до 1.0.

Пирометр Testo 830-T1 имеет эргономичный, компактный дизайн в виде пистолета с простой системой управления и хорошо читаемым дисплеем с подсветкой. Корпус пирометра выполнен из ABS пластика. Прибор имеет функцию звукового и визуального оповещения при быстром увеличении/уменьшении температуры исследуемого объекта.

Особенности пирометра

  • Высокое быстродействие
  • Инфракрасное измерение с точечным лазерным визиром
  • Оптическое разрешение инфракрасного тракта пирометра 10:1
  • Возможность изменения коэффициента излучения от 0.2 до 1.0
  • Акустический и оптический сигнал тревоги при превышении предельных значений
  • Удобен в использовании благодаря эргономичному дизайну в виде «пистолета»
  • Подсветка дисплея
  • Фиксация на дисплеи последнего измерения.

Поверка осуществляется по МП 1577-2011 «Термометры инфракрасные Testo 805, Testo 826-T1, Testo 826-T2, Testo 826-T3, Testo 826-T4, Testo 830-T1,Testo 830-T2. Методика поверки», утверждённой ГЦИ СИ ФГУ «Ростест-Москва» — 01.08.11г.

Основные средства поверки:

  • Излучатель ОИ АЧТ «Деметра» : 2 разряд, диапазон от — 30 до + 80 °С.
  • Источник излучения в виде модели черного тела М315Х: 2 разряд, диапазон от 30 до 600 °С.
  • Термостаты переливные прецизионные: ТПП-1.2 диапазон от — 60 до + 80 °С нестабильность поддержания температуры ± 0,01 °С, ТПП-1.0 диапазон от 35 до 300 °С нестабильность поддержания температуры ± 0,01 °С.
  • Термостат с флюидизированной средой FB-08 диапазон от 50 до 700 °С нестабильность поддержания температуры ± 0,01 °С.
  • Термометр сопротивления платиновый вибропрочный эталонный ПТСВ: 3 разряд, диапазон от — 50 до + 450 °С.
  • Измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8.10: диапазон измерений от – 200 до + 500 °С ∆t = ± (0,0035 + 10 –5 · |t|) °С.
  • Компаратор-калибратор универсальный КМ300КТ: δ = ± (0,0002 + 0,00004) % предел компарирования 100 мВ.

Приборы для измерения параметров микроклимата с поверкой подразделяются на – термометры, анемометры, гигрометры, барометры, измерители ТНС индекса, измерители теплового излучения и облучения, манометры

Микроклимат. Что это такое, как и чем измерить?

Микроклимат – важнейший фактор окружающей среды, воздействующий на человека. Микроклимат включает в себя температуру, влажность, скорость воздуха, атмосферное давление и множество дополнительных факторов (индексы ТНС, WGBT и пр.) . Часто эти факторы также называют метеорологическими параметрами. На микроклимат помещений установлены нормы в СанПиН 2.2.4.548-96, Р2.2.2006-05, МУК 4.3.2756-10, ГОСТ 12.1.005-88, ГОСТ Р ИСО 7243-2007, ГОСТ 30494-96, СНиП 2.04.05 и другие. Измерениемикроклиматаподразумевает одновременное определение сразу нескольких метеорологических параметров. Чтобы оценить микроклимат помещений рекомендуется купить специальный измеритель, вместо того, чтобы отдельно покупать термометр, гигрометр анемометр и барометр. Кроме того, микроклимат помещений зависит от множества дополнительных факторов, таких как индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс), температура «Черного Шара», тепловое облучение и т.д. При использовании одноканальных измерителей эти параметры получить невозможно. Чтобы точно определить микроклимат помещения необходимо использовать только те измерители, которые занесены в Государственный Реестр средств измерений. Кроме того, такой прибор должен ОБЯЗАТЕЛЬНО (. ) иметь действующую метрологическую поверку. Наличие такой поверки подтверждает актуальность результатов измерения. Это особенно актуально для приборов, измеряющих микроклимат в той связи, что используемые в них датчики, непрерывно повергаются воздействию окружающей атмосферы, что может приводить к изменению их характеристик и результаты измерений могут превысить допустимую погрешность.

Какие параметры микроклимата нужно изменять?

Случается, что на бытовом уровне, люди пытаются осуществить измерения метеопараметров при помощи дешевых термогигрометров, крыльчатых анемометров, простых барометров. В бытовом плане такое измерение, иногда, допустимо. Однако, законодательство РФ запрещает для профессионального применения измерители, диапазон и погрешности измерений которых не удовлетворяют требованиям законодательства РФ. Например, Приказ Минздравсоцразвития №1034н от 09.09.2011 к измерителям метеопараметров предъявляет очень жесткие требования:

► диапазон измерения температуры воздуха от -30 до +50°С

► диапазон измерения относительной влажности воздуха от 5 до 90%

► предельно допустимая погрешность измерения относительной влажности воздуха ±5%

► диапазон измерения скорости движения воздуха от 0,05 до 20 м/с

► предельно допустимая погрешность измерения скорости движения воздуха +/-(0,05+0,05V), где V – значение скорости, м/с

► диапазон измерения барометрического давления – от 600 до 900мм.рт.ст.

Рассмотрим измерители метеопараметров, представленые сегодня на рынке:

► Большим разнообразием выпускаемых анализаторов для измерений метеопараметров может похвастаться Научно-техническое предприятие “ТКА” (НТП ТКА). С 1999 года НТП “ТКА” серийно выпускает термометры, анемометры, гигрометры серии ТКА-ПКМ. Вся продукция, выпускаемая НТП “ТКА” прошла государственные испытания и занесена в Государственный реестр СИ РФ.

► Хорошо известны и пользуются заслуженной популярностью изделия немецкой фирмы “TESTO”. В её каталоге можно найти разнообразные изделия для решения любых задач и всевозможных применений. Начиная от недорогих бытовых термометров или гигрометров, заканчивая сложными измерительными системами для промышленности. Отличительной особенностью изделий компании “TESTO” является традиционное немецкое качество и стильный дизайн.

► Нельзя не отметить термоанемометр-гигрометр “Метеоскоп” производства компании “НТМ-Защита”. Сейчас на рынке представлено уже третье их поколение – “Метеоскоп-М” и почти за 15 лет серия “Метеоскоп” заслуженно заняла свое место на рынке.

Профессиональный анализ метеопараметров необходим во многих областях. Например, при проведении специальной оценке условий труда (СОУТ, в прошлом – аттестации рабочих мест (АРМ)), санитарном контроле и прочее. В этих сферах на законодательном уровне требуется применять только профессиональные приборы.

Определение метеопараметров широко распространено на различных типах производств. Их контроль на непрерывной основе проводится, например, на пищевом и фармацевтическом производстве. Это требования соблюдения технологии производства.

Большое внимание микроклимату оказывается при строительстве жилых и производственных зданий. Предварительный расчет метеопараметров проекта осуществляют еще на стадии проектирования. Но исследование параметров микроклимата обязательно осуществляют при сдаче объекта в эксплуатацию. Также проводят периодическое определение параметров микроклимата в ходе дальнейшей эксплуатации здания.

При покупке измерителя метеорологических параметров рекомендуем обратиться к специалистам. Мы подберем Вам наиболее подходящий под Ваши задачи качественный измеритель микроклимата по оптимальной цене.

Для чего нужен пирометр и как измерять температуру бесконтактным методом

Для измерения температуры различных поверхностей используют различные датчики, том числе и пирометр. Работает он довольно просто и быстро. А что представляет собой пирометр, давайте разберемся.

Что такое пирометр?

Современное инженерное устройство для определения температуры любого предмета, основывающееся на инфракрасном датчике, называется пирометром. Также он известен под названиями термодетектора, даталоггера температуры, цифрового термометра или инфракрасного пистолета. В основе действия прибора заложен принцип определения температурного значения поверхности объекта по тепловому электромагнитному излучению его поверхности. Пирометр улавливает невидимое инфракрасное излучение, преобразует его в градусы, и полученный результат выводит на дисплее. Бесконтактный и быстрый метод исследования необходимых объектов позволяет специалистам избежать возможных травм.

Область применения

Достаточно широкое применение нашлось для пирометров на тех производствах, где установлено большое количество нагревательных приборов. В области строительства и теплоэнергетики они используются для расчета теплопотерь конструкций, в том числе пирометр помогает выявить повреждения теплоизоляции.

В промышленности подобные приборы дают возможность подвергать анализу температуру всевозможных процессов дистанционно. Это бывает необходимо, например, в машиностроении, металлургии и в прочих отраслях промышленности.

Так, электрики проверяют уровень нагрева мест соединения проводов, а автослесари проверяют нагрев деталей машины. Ученым пирометры приходят на помощь во время осуществления различных исследований или опытов: так они определяют верность показателей температуры веществ и тел.

В быту люди применяют подобные устройства для определения температуры тела, воды, еды и др.

Типы и классификация

В зависимости от функционального признака, выделяют несколько классификаций пирометров.

По существенному методу, используемому в работе:

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).

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.

Технические характеристики

Пирометр обладает рядом параметров, которые характеризуют его функциональность. Выбор желаемой модели аппарата осуществляется по их значениям. Обратимся к основным из них.

Оптическое разрешение

Так называют показатель отношения диаметра пятна инструмента к расстоянию до предмета. Эта функция зависит от угла объектива устройства: чем он больше, тем значительную площадь он сможет охватить. Важнейшим фактором точности измерения является наложение пятна исключительно на материал поверхности. Если площадь превышена, измеренное значение скорее всего будет неточным.

СПРАВКА. У каждой модели пирометра разное оптическое разрешение. Разница между ними внушительная, например, от 2:1 до 600:1. Последнее соотношение характерно для профессиональных устройств. Как правило, используются они в тяжелой промышленности. Оптимальным показателем для бытовых и полупрофессиональных пирометров считается 10:1.

Рабочий диапазон

Диапазон действия прибора зависит от пирометрического датчика и, зачастую, варьируется от -30 °С до 360 °С. Так, для бытового использования подойдут почти все виды пирометров, если учесть максимальную температуру теплоносителя в системе отопления до 110 °С.

Погрешность

Погрешность предполагает уровень возможных отклонений значений температуры и зависит от точности пирометра. В среднем допустимые отклонения — не превышающие 2% от нормы.

Коэффициент излучения

Данный параметр представляет собой отношение мощности текущего температурного излучения к такому же показателю эталонного абсолютно черного тела.

СПРАВКА. Для матовых материалов коэффициент излучения равняется 0,9-0,95. По этой причине большее количество приборов подбираются именно на это значение. Результат будет заметно отличаться от реального, например, в случае измерения степени нагрева поверхности блестящего алюминия.

В целях более точного измерения многие модели оснащаются лазерной указкой. При этом световой луч размещается не в центре, а указывает оптимальную границу области измерения.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой прибор, пирометр обладает своими достоинствами и недостатками. Их наличие объясняется нюансами устройства и условиями применения.

  • Мобильность, малогабаритность и весьма простая конструкция;
  • Доступная низкая стоимость, обусловленная использованием минимального количества элементов в конструкции;
  • Высокий уровень надежности;
  • Достаточно широкий диапазон измерения.
  • Прямая зависимость показаний пирометра от излучаемой способности исследуемого предмета;
  • Точность результатов измерений может быть ниже из-за особенности физического состояния поверхности объекта;
  • Функция внесения поправки в показатели и установления погрешности предусмотрена только на самых новых приборах;
  • Расстояние играет большую роль в точности измерения.

Наиболее популярные модели

ЭОП-66

Пирометр ЭОП-66 применяется при осуществлении научно-лабораторных исследований. Рассчитан он на измерение показателей поверхностей предметов при температуре от +900 до +10000°С,

Данная стационарная модель оснащена телескопом, который состоит из объектива и окулярного микроскопа. Двухлинзовый объектив располагает возможностью фокусировки на дистанции до 25,4 см, а его оптическое разрешение составляет 3:1. Обратите внимание: телескоп данного прибора фиксируется на основании и плавно передвигается в горизонтальной плоскости.

Кельвин ИКС 4-20

Это пирометр высокой точности, который обладает универсальным спектром определения температурных показателей: от -50 до +350 °С, весьма высокая скорость действия – 0,2 с. Применение инструмента предусмотрено в диапазоне 8-14 мкм.

Данный пирометр совмещает в себе возможности как мобильного, так и стационарного устройства. Это обусловлено компактными размерами (17х17х22 см) и наличием посадочного гнезда крепления объектива М12. Производитель гарантирует абсолютную водо- и пыленепроницаемость. Так, представленную модель пирометра возможно использовать в сложных производственных и строительно-промышленных отраслях.

С-700 «Стандарт»

Данное бесконтактное устройство предпочтительно использовать, например, в строительстве или металлургии. Он достойно служит в качестве инфракрасного детектора определения степени нагрева поверхностей сыпучих и твердых объектов, а также расплавленных и текучих материалов.

Температурный диапазон колеблется в пределах от +700 до + 2200 °С, что характерно для высокотемпературных приборов. Расширения возможности взаимодействия с внешними носителями достигается посредством двух вариантов выходного интерфейса: аналоговый выход 4 — 20 мА или цифровой RS-485.

СПРАВКА. Приобрести оптический пирометр возможно по весьма доступной цене: минимальная стоимость такого прибора составляет 6000 рублей, максимальная — 30000 рублей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector