Porady
Pirometry, termometry na podczerwień
Czym są termometry na podczerwień?
Pirometr i termometr na podczerwień często w języku potocznym odnoszą się do tego samego urządzenia. Podczas gdy termin pirometr jest częściej używany w sektorze przemysłowym i handlu, termin termometr na podczerwień jest częściej używany w sektorze gospodarstw domowych i prywatnych warsztatów.
Termin pirometr jest złożeniem greckich słów pyr "ogień" i métron "miara, miernik". "Ogień" zdaje się symbolizować niezwykle wysokie temperatury, które mogą wykryć przyrządy pomiarowe.
W zależności od modelu, termometry na podczerwień lub pirometry są w stanie mierzyć temperatury od -50 do +5000°C - całkowicie bezdotykowo. Aby określić temperaturę powierzchni przedmiotów, nie trzeba mieć z nimi bezpośredniego kontaktu. Zamiast tego wykrywają ciepło lub promieniowanie podczerwone emitowane przez każdy obiekt, którego temperatura jest wyższa od zera absolutnego wynoszącego 0 Kelwinów (odpowiednik -273,15°C).
Każdy "ciepły" obiekt emituje własne promieniowanie elektromagnetyczne proporcjonalne do swojej temperatury. Promieniowanie podczerwone (w skrócie IR) stanowi jego część. Są to fale elektromagnetyczne, które nie są widoczne dla ludzkiego oka, ale których efekt ciepła można z pewnością dostrzec. W zależności od długości fali można wyróżnić bliską podczerwień (najbliższą światłu widzialnemu), średnią podczerwień i daleką podczerwień (najbliższą mikrofalom). Im wyższa jest temperatura własna mierzonego obiektu, tym wyższe jest promieniowanie IR i tym krótsza jest długość fali promieniowania.
Aby zmierzyć temperaturę, termometry na podczerwień lub pirometry skupiają się na określonym obszarze obiektu, tzw. plamce pomiarowej. Za pomocą optyki wejściowej lub soczewki, promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekt jest wiązane i skupiane na elemencie detektora. Jest to czujnik, który przekształca promieniowanie w proporcjonalny sygnał elektryczny i przekazuje je dalej. Sygnał jest wzmacniany, dalej przetwarzany i pokazywany w odpowiedniej wielkości wyjściowej na wyświetlaczu urządzenia do pomiaru temperatury. Termometry na podczerwień z kamerą termowizyjną nie podają wartości liczbowej, lecz tworzą obraz termiczny, dzięki któremu różnice temperatur na powierzchniach są widoczne za pomocą kolorowych podświetleń.
Dokładność pomiaru temperatury w podczerwieni zależy w dużym stopniu od emisyjności badanego obiektu. Jest to miara jednostkowego promieniowania cieplnego danego ciała w stosunku do przykładowego ciała w kolorze czarnym, które całkowicie pochłania całe promieniowanie. Powód, dla którego emisyjność odgrywa tak decydującą rolę jest następujący: istnieją obiekty, które mogą być bardzo gorące, ale prawie nie emitują promieniowania podczerwonego, co wynika z ich właściwości materiałowych. Aby móc zinterpretować natężenie emitowanego promieniowania i rozpoznać z niego prawidłową temperaturę, należy znać emisyjność danego materiału lub ciała. Beton, cegły, marmur, laminat i płytki mają wysoką emisyjność, czyli oddają dużo ciepła. Są one bardzo przydatne do bezkontaktowego pomiaru temperatury. Płyty pilśniowe, tapety, lakiery i ceramika mają średnią emisyjność. Porcelana, korek i bawełna mają niską emisyjność, czyli prawie nie oddają ciepła, gdy są gorące.
Termometry na podczerwień lub pirometry są dostępne w różnych wersjach i dlatego nadają się do różnych zastosowań. W naszym sklepie internetowym znaleźć można między innymi następujące rodzaje urządzeń do pomiaru temperatury w podczerwieni:
Minitermometry i termometry kieszonkowe
Małe, kompaktowe i poręczne termometry na podczerwień lub pirometry są idealne do codziennego i domowego użytku. Wiele modeli wyposażonych jest w cyfrowy wyświetlacz oraz posiada niewielkie dodatkowe funkcje, takie jak zintegrowany stoper czy latarka.
Niektóre termometry wyposażone są również w brelok, klips do koszuli lub klips do paska, dzięki czemu można je wygodnie przenosić i mieć zawsze pod ręką. Ponadto istnieją modele, które są wyposażone w sondę wkłuwaną i zintegrowany czujnik temperatury. Są one idealne do pomiarów w sektorze spożywczym.
Pistolety pomiarowe
Pistolety pomiarowe są większe od termometrów kieszonkowych i zazwyczaj posiadają szereg różnych funkcji. Na przykład istnieją laserowe termometry na podczerwień, które są wyposażone w rodzaj wskaźnika laserowego do precyzyjnego pomiarowy. Niektóre modele posiadają funkcję alarmową, która natychmiast informuje o przekroczeniu zaprogramowanych granic.
Oprócz wartości mierzonej na wyświetlaczu często pojawiają się dalsze informacje, takie jak wartość minimalna, maksymalna, średnia lub różnicowa. Termometry z gniazdami na karty pamięci SD lub zintegrowaną pamięcią oferują możliwość zapisywania wartości pomiarowych i tym samym możliwość oceny serii pomiarów.
W porównaniu z pirometrami IR i termometrami w formacie mini, pistolety pomiarowe mają często większą rozdzielczość optyczną, co pozwala na większą odległość od obiektu pomiarowego podczas pomiaru. Pirometry na podczerwień w postaci pistoletów pomiarowych mogą być wykorzystywane na wiele sposobów, na przykład do pomiaru temperatury grzejników, rur z ciepłą wodą, silników, pieców, powierzchni kuchennych czy lodówek.
Termometr na podczerwień z kamerą termowizyjną
Termometry na podczerwień z wbudowaną kamerą termowizyjną mają tę zaletę, że mogą mierzyć temperaturę większego obszaru. Obrazy termiczne pokazują na pierwszy rzut oka wszelkie różnice temperatur w badanym obszarze.
Okazuje się to korzystne na przykład przy identyfikacji obszarów zimnych ścian w pomieszczeniach, które są podatne na rozwój pleśni. W ten sposób można również wykryć nieszczelności termiczne w oknach i drzwiach, a także nierównomierny rozkład ciepła w grzejnikach lub systemach grzewczych.
Termometr na podczerwień lub pirometr powinien być dostosowany do swojego przeznaczenia. Wybór zaczyna się już od zakresu pomiarowego detekcji temperatury. Pirometr, który służy przede wszystkim do pomiaru temperatury fasad, okien i drzwi nie musi być w stanie mierzyć maksymalnej temperatury +2000°C. I odwrotnie, pirometry o bardzo ograniczonym zakresie pomiarowym są mniej przydatne do celów przemysłowych.
Dokładność urządzeń do pomiaru temperatury również odgrywa istotną rolę, zwłaszcza gdy wymagane są wyniki pomiarów o wysokiej precyzji. Podstawowa dokładność, na przykład ±1 procent lub ±1 stopień Celsjusza, wskazuje, że rzeczywista wartość pomiarowa może odbiegać w górę lub w dół odpowiednio o 1 procent lub 1 stopień Celsjusza. Termometry IR mierzą temperaturę poprzez wymierzenia w punkt pomiarowy na badanym obiekcie. Im dalej od niego znajduje się termometr, tym większa staje się plamka pomiarowa.
W takich przypadkach ważna jest bardzo dobra rozdzielczość optyczna. Termometry na podczerwień wyposażone w wysokiej jakości systemy soczewek pracują bardzo dokładnie nawet w większych odległościach od mierzonego obiektu. W tym kontekście należy wziąć pod uwagę wskaźnik rozdzielczości optycznej, tzw. optykę pomiarową. Jest to stosunek odległości do wielkości plamki pomiarowej. Na przykład optyka pomiarowa 10:1 wskazuje, że plamka pomiarowa ma średnicę 1 cm, gdy znajduje się w odległości 10 cm od czujnika termometru.
Kupując termometry lub pirometry na podczerwień, należy również zwrócić uwagę na podaną emisyjność, dla której urządzenie zostało skalibrowane. Modele o emisyjności 0,95 mogą bez problemu mierzyć takie materiały jak beton, drewno czy powierzchnie malowane. Nie nadają się one jednak do pomiaru temperatury obiektów o mniejszej emisyjności. W przypadku wysokiej jakości pirometrów, emisyjność może być regulowana indywidualnie, ale w tym celu trzeba dokładnie wiedzieć, z jakim materiałem mamy do czynienia i jaką ma on emisyjność. W tym celu istnieją tabele emisyjności, w których wiele różnych materiałów jest wymienionych według typu i składu oraz z ich odpowiednią emisyjnością.
Nasza praktyczna rada: Zwróć uwagę na czas regulacji
Termometry na podczerwień mogą być stosowane w różnych temperaturach otoczenia. Jeśli zmiana jest zbyt gwałtowna, może to mieć negatywny wpływ na mierzone wartości. Z tego powodu należy przewidzieć pewien czas na dostosowanie, aby termometr na podczerwień mógł się dostosować do danej temperatury otoczenia. W przypadku dużych wahań temperatury, termometr należy przechowywać w nowym środowisku przez co najmniej pięć minut przed dokonaniem za jego pomocą pomiaru.
Mój termometr na podczerwień ma stałą emisyjność. Czy mogę go jeszcze użyć do pomiaru temperatury błyszczących powierzchni?
Precyzyjny pomiar temperatury IR nie jest możliwy w przypadku powierzchni o wysokim połysku. Można jednak pomóc sobie, stosując specjalne naklejki na podczerwień. W naszym sklepie internetowym oferujemy taśmę samoprzylepną IR do jasnych powierzchni, która symuluje standardową emisyjność 0,95 i dzięki temu umożliwia pomiar termometrami IR lub pirometrami skalibrowanymi dla tej emisyjności.
Czy termometr na podczerwień może mierzyć "przez" kurz lub parę?
Nie. Termometr na podczerwień zawsze mierzy temperaturę powierzchni, która jest uderzona jako pierwsza. Należy zatem unikać zakłóceń między urządzeniem pomiarowym a miejscem pomiaru. Dotyczy to zarówno mgły i pary, jak i kurzu oraz innych zanieczyszczeń.