Прибор для замера температуры поверхности - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Прибор для замера температуры поверхности

Приборы, измеряющие температуру: виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

  1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Термометры и измерительные приборы в ассортименте Техмос

Введение:
★ Термометры

В этой статье мы расскажем какие виды термометров и гигрометров бывают, как они работают, познакомим с малознакомыми большинству измерителями влажности и температуры — психрометрами, современными метеостанциями, спиртометрами и приборами для измерения плотности жидкости (ареометрами).

Да, все мы знаем, что прибор для измерения температуры — это термометр, но многие до сих пор думают, что многие из них ртутные. Даже те, что являются обычными бытовыми(комнатные). И, разбив или повредив их, вы рискуете здоровьем.

Сразу предупредим ртутных термометров и ртутных градусников в нашем ассортименте нет — все термометры у нас безртутные(спиртовые). А если и появятся термометры(градусники) для измерения температуры тела, то это будут безопасные электронные или инфракрасные термометры.

Что делать, если вы разбили ртутный градусник, мы рассказываем в другой статье.

Термометры

Термометры условно можно разделить на несколько типов:

  • по видам применения и по температурному диапазону
    • комнатные термометры — от 0°C до +50°C
    • оконные термометры — от -70°C до +50°C
    • водяные термометры — от 0°C до +50°C
    • кухонные термометры — от 0°C до 300°C
    • термометры для сауны от 0°C до +140°C
    • термометр в холодильник или погреб -30°C до +50°C
    • термометры для садоводов
  • жидкостные, механические и цифровые (электронные)
  • декоративные или сувенирные термометры

Жидкостные термометры

— это те, которые идут с колбой-капилляром внутри. В колбе находится жидкость, которая от нагрева расширяеся, а от холода — наоборот снижается в объеме.

Состав таких жидкостей чаще всего — это метилкарбитол (метиловый спирт — CH3(OCH2CH2)2OH), более известный «в народе» как «спиртовой раствор». Иногда в качестве наполнителя — керосин.
Оба наполнителя по сравнению с ртутью — условно безопасны.

Достоинства:

  • достаточно быстрая реакция на изменение температуры
  • разная степень точности: шаг измерения от 0,5°C до 2°C

Недостатки:

Стекло, из которого сделан термометр и его колба/капилляр, можно разбить при неаккуратном обращении

Примеры комнатных термометров:

Механические термометры

Это такие виды биметаллических термометров:

  • работают по принципу «упругой деформации»: в биметаллическом термометре есть 2 соединенных пластины с разным «коэффициентом линейного расширения», т.е. при изменении температуры в ту или иную сторону (+ или -) эта полоска металла изгибается и поворачивает откалиброванную стрелку на циферблате термометра
  • Есть термометры с пружиной из металла: тот же принцип — пружина под действием температуры расходится или наоборот сужается. Стрелка термометра от этого двигается по настроенной шкале.
Читайте также  Каким электроизмерительным прибором измеряется частота электрического тока?

Достоинства:

  • все те же, что у жидкостных термометров
  • прочный корпус: при легком падении не пострадает ни целостность, ни точность

Недостатки:

цена чуть дороже жидкостных

Термогигрометры и психрометры

— это просто «термометр + гигрометр» (измеритель относительной влажности воздуха) в одном приборе.

Как работает термометр уже описано выше — разницы никакой в данном случае нет, а вот гигрометр фиксирует относительную влажность.

Единственное, что важно помнить, что и бытовые гигрометры (что цифровые, что «аналоговые») идут с погрешностью ± 2-5% в оценке относительной влажности. И для бытовых целей часто более, чем достаточно. Точные данные по влажности даст только психрометр — о нём чуть ниже.

Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:

Для начала обратимся к нормам и СНИПам нормальным показателем относительной влажности в помещении считается от 45% до 60%

Превышение влажности или слишком сухой воздух — чем опасно?

  • при превышении 60-70%
    в помещении могут развиваться плесень, грибки и следующие за ней простудные заболевания, аллергии и пр. А за ними и бронхиальная астма и туберкулёз. Особенно это важно для здоровья ребенка, и еще более важно для детей грудничкового возраста.
  • при показателях менее 30%
    может негативно отразиться на состоянии кожи, глаз
    . Пересушенная из-за этого носоглотка и ротовая полость — причина возникновения заболеваний верхних дыхательных путей или активизация хронических (бронхиты, астмы, фарингиты).

Совет: Как сделать воздух более влажным?

Самый простой, но не всегда возможный — мокрое полотенце на разогретую радиаторную батарею. Но лучше для этого использовать специальные увлажнители воздуха

Психрометры

Измерение влажности воздуха в психрометре высчитывается по разнице между показателями двух термометров: сухого и влажного. Разумеется, тот, что влажный — погружен в небольшой колпачок с водой, которая испаряясь и регулирует показания «мокрого термометра».

Вот примеры популярных психрометров:

Как с ними работать, написано на странице самих психрометров. На самом деле — необходима легкая арифметика и найти в прилагаемой таблице нужные параметры: разница показаний мокрого и сухого термометров по прилагаемой температуре дает максимально точное значение относительной влажности воздуха.

Кому нужны психрометры:

  • тем, кто хочет точных показаний температуры и влажности
  • тем, кто увидел, что показатели его цифрового или другого «аналогового» гигрометра — «врут»
  • для контроля за выращиванием растений, чувствительных к влажности
  • для складов продуктов, мебели и пр., где соблюдение режима влажности — гарантия сохранности продукции.
  • пригодится для детских садов и других учреждений, где есть принципиальная точность в соответсти ГОСТ и СНиП.

Метеостанции

Метеостанции — это домашний цифровой прибор для комплексных показателей по температуре, влажности. Часто в более продвинутых моделях есть еще часы, будильник и показатели атмосферного давления.

Есть также метеостанции, которые могут выдавать краткосрочный прогноз погоды и на индикаторе показывать историю показаний по одному из измерений: температура, влажность, давление.

Есть еще особенность: некоторыйе виды метеостанций, к которым можно подключать внешние датчики от 1 до 3-4-х дополнительно.

Например,
— один поставить в другой комнате (например, в детской),
— второй на улицу,
— а третий датчик уже встроен в саму метеостанцию. |

И наблюдать за 3-мя показаниями, чтобы вовремя одеться на улицу, включить увлажнитель воздуха в детской или наоборот осушитель воздуха в основной комнате.

Кухонные термометры

Это отдельная категория термометров для измерения или температуры мяса (или любого другого продукта), или для замера температуры духовки, или и для того и другого.

Для «термощупа», а именно так чаще всего предпочитают называть такие термометры, технологий проста — биметаллический элемент, который и является индикатором температуры. На некоторых моделях есть обозначенные виды приготавливаемого мяса: курица, свинья, корова, что часто облегчает понимание положенной температуры, какое мясо и когда будет готово:

  • +65. +72°С — готовность говядины
  • +76. +78°С — готовность телятины
  • +80. +82°С — готовность баранины
  • +84. +85°С — готовность свинины
  • +89. +90°С — готовность курицы

Стационарные тепловизоры для измерения температуры: классификация и особенности

Аэропорты, объекты железнодорожного транспорта и метрополитена, офисные и торговые центры, медицинские учреждения — все это объекты с высокой проходимостью, даже сейчас, в условиях напряженной эпидемиологической обстановки и действующих запретов на проведение массовых мероприятий. Установка и эксплуатация на их территории тепловизоров для измерения температуры посетителей — необходимость и, вероятнее всего, новая реальность, которая никуда не денется и с которой всем нам придется смириться.

В этой статье рассмотрим особенности устройства тепловизоров , их разновидности, различия и преимущества.

Градусник против тепловизора

Несмотря на развитие современной науки и медицины, линейка средств измерения температуры тела человека весьма и весьма ограничена. По методу применения они делятся на контактные и бесконтактные .

К группе контактных средств относятся градусники и термометры различных типов. К бесконтактным — дистанционные термометры и тепловизоры, последние подразделяются на ручные и стационарные.

Главное преимущество бесконтактных средств измерения температуры тела — скорость. Проведение проверки каждого пассажира в аэропорту при помощи градусника привело бы к образованию огромных очередей. В сравнении с градусником, измерения, проводимые с помощью стационарного тепловизора, в 30 000 раз быстрее. Однако точность бесконтактной термометрии в несколько раз ниже. Но так ли это важно для установления факта повышенной температуры у потенциально зараженного человека?

Что такое тепловизор и какие они бывают?

Прежде чем приступить к разбору технологии, проясним важный факт: ни один термографический прибор, в том числе эпидемиологический тепловизор, не способен диагностировать наличие вируса или инфекции. Даже самый точный прибор способен лишь выявить человека с повышенной температурой тела, которая в свою очередь может быть вызвана различными причинами.

Главная задача тепловизора — максимально быстро и точно определить человека с температурой тела, превышающей показатель нормы, на как можно большей дистанции. Можно подумать, что с этим справится любой, даже самый примитивный тепловизор — но это не так.

Например, стандартные тепловизоры, используемые на промышленных предприятиях и стройках имеют высокую погрешность — в среднем ±2 °C. Учитывая физиологические особенности человеческого тела с возможностью колебания температуры в течение дня на несколько градусов в пределах нормы, такая погрешность будет критичной и недопустимой для использования в целях эпидемиологического контроля.

Чтобы показатели измерений (более того проводимых в потоке людей) были наиболее точны, необходимо наличие следующих условий:

  • высокая частота радиометрических кадров — точек в единицу времени, в которых были произведены измерения;
  • программное обеспечение, позволяющее за считанные секунды обрабатывать большие объемы данных. ​

Подобной возможностью обладают именно стационарные тепловизоры, которые оснащаются высокочувствительными инфракрасными камерами и объединяют в себе также функцию распознавания лиц, тем самым открывая возможности для интеграции с базами данных и СКУД.

Виды эпидемиологических тепловизоров

Сфера применения тепловизоров очень широка: это энергетика, различные направления легкой и тяжелой промышленности, строительство, здравоохранение, искусство и, конечно, безопасность. Тепловизоры, применяемые для эпидемиологического контроля, подразделяются на ручные и стационарные. Последние подразделяются на те, что используются с эталонным излучателем (АЧТ) и без него. Что это такое, разберемся далее.

Читайте также  Каким прибором измеряют емкость конденсатора?

Ручные тепловизоры для измерения температуры тела

По внешнему виду напоминают ручные камеры, могут использоваться в качестве прибора для индивидуального замера температуры при выходном контроле или устанавливаться на штатив для уменьшения контакта с проверяемыми.

  • Преимущества: Легкие, мобильные, дешевые. Могут работать на автономном аккумуляторе, что удобно в местах, где нет возможности подключиться к стационарному источнику питания (самолеты, жд-составы и т.д.). ​
  • Недостатки: Низкая точность измерений, низкая пропускная способность, так как измерения производятся индивидуально у каждого человека, низкая дальность действия. Неудобны для применения на объектах с высоким потоком посетителей.
​ Стационарные тепловизоры для дистанционного измерения температуры тела

Стационарные тепловизионные комплексы включают в себя аппаратную и программную составляющую: оптический блок с инфракрасной камерой, блок управления оператора и программное обеспечение.

Стационарные тепловизоры значительно более точные, быстродействующие и эффективные в целях измерения температуры одновременно группы людей в движении. Как уже говорилось ранее, стационарные тепловизоры подразделяются на те, что работают с АЧТ и без него .

АЧТ — что это и зачем оно нужно?

Абсолютное черное тело — эталонный излучатель, формирующий на своей поверхности усредненный температурный показатель, в сравнении с которым производятся замеры температуры тела посетителей. АЧТ устанавливается в поле зрения объектива тепловизионной камеры для автоматической калибровки.

Главное назначение АЧТ — увеличить точность измерений до 0.1 и 0.01 градуса. Но на деле настолько ли эффективно это работает?

Температура кожи здорового человека может колебаться от 26 до 37°C. Диапазон зависит как от окружающей среды, так и индивидуальных особенностей организма. Зачем тогда нужна точность до десятых и сотых градуса? Ведь даже идеально откалиброванный тепловизор может измерить температуру вошедшего с мороза человека с точностью до 0.2 °C, но при этом не выявить у него повышенной температуры. Поскольку температура кожи, пониженная под влиянием окружающей среды, не передает реальную температуру тела. Из этого следует, что калибровка с помощью АЧТ будет эффективна только при сохранении постоянных условий окружающей среды, что не всегда реализуемо в российской климатической среде (да и не только).

Наиболее действенна в данных обстоятельствах математическая модель вычисления средней температуры л юдей в потоке, которая автоматически корректирует эталонный показатель нормы, вычисляя среднее значение температуры на основании последних 10 измерений.

Автоматическая компенсации температуры позволяет использовать стационарные тепловизоры без АЧТ и достигать более точных показателей. Так, тепловизор может работать в полностью автономном режиме без необходимости ручной калибровки АЧТ.

Сравнение ручных и стационарных тепловизоров

Перспективы развития технологии

Угрозы и проблемы, с которыми сталкивается человечество, дают мощный толчок для развития технологий. Эпидемия COVID-19 не исключение. С начала года продажи тепловизоров возросли более чем в 100 раз. Подобный взрывной рост популярности приборов обязательно скажется на дальнейшем развитии технологии. Однако на данный момент нет ничего более действенного и достоверного для вычисления людей с лихорадкой, чем стационарные тепловизионные комплексы.

Конечно, с их помощью невозможно выявить всех потенциально зараженных людей за счет бессимптомного протекания болезни во многих случаях, но снизить риск возникновения вспышек инфекции на территории объекта вполне возможно.

За подбором наиболее оптимального решения для Вашего объекта Вы можете обратиться к специалистам компании “Служба 7”.

Прибор для бесконтактного измерения температуры

Прибор для бесконтактного измерения температуры – это устройство, реагирующее на лучи, исходящие от человеческого тела, для последующего измерения температуры. Он становится все более популярным из-за удобства использования и безопасности.

Поскольку диагностика болезней начинается с определения главных симптомов, очень важно верно их выявить, то есть понять, что конкретно беспокоит и далее принимать меры.

    Калибровка точности измерения Быстрота измерения температуры Сигнал о высокой температуре Автономность устройства

    Калибровка точности измерения Бесконтактное измерение Сигнал о высокой температуре Автоматическое отключение

    Калибровка точности измерения Быстрота измерения температуры Сигнал о высокой температуре Автономность устройства

Особенности прибора для бесконтактного измерения температуры

Среди многообразия моделей нужно выбрать ту, которая подойдет вам по всем критериям. Если вы уже выбрали устройство, обязательно почитайте отзывы о нем и ознакомьтесь с основными преимуществами прибора для бесконтактного измерения температуры. А повышение температуры является одним из наиболее частых симптомов недомогания. Необходимо иметь под рукой устройство, которое поможет вам точно установить температурные показатели и начинать лечение. Этим устройством может стать тепловизор для измерения температуры бесконтактным методом.

Список основных преимуществ:

    Простота и удобство эксплуатации. Прибор для измерения температуры тела бесконтактным методом может освоить даже ребенок. Он абсолютно безопасен, его сложно повредить или сломать, но даже если это случится, то в отличие от ртутного градусника, аппарат для измерения температуры тела бесконтактный не выделяет никаких вредных испарений.

Также подобные устройства можно утилизировать обычным способом, это не нанесет вреда экологической системе.

  • Очень быстрый результат измерений. В зависимости от модели устройства, время выдачи результата измерения колеблется от 1 до 30 секунд. Для измерения температуры можно даже не будить больного, если он спит.
  • Функция памяти. Тепловизор для измерения температуры тела человека бесконтактный оснащен функцией внутренней памяти. Она хранит данные с последнего измерения для возможности последующего использования. Таким образом, можно отслеживать динамику показаний и наблюдать, повысилась температура или, наоборот, упала. У разных устройств разный объем памяти, соответственно, в том числе от этого и зависит цена прибора.
  • Универсальность использования. Опять же это зависит от модели прибора для бесконтактного измерения температуры тела, но большинство можно использовать даже на улице, причем качество показаний от этого не пострадает, если следовать инструкции по применению.
  • Если вы находитесь в Москве и вам необходимо купить прибор для бесконтактного измерения температуры, обращайтесь в наш магазин. Среди многообразия устройств вы непременно найдете подходящее для вас. Наши сотрудники проконсультируют вас по вопросам стоимости, доставки и оформления заказа.

    Поддержите, пожалуйста, нас в своих соц. сетях!

    Выбор датчика температуры

    • Главная
    • >Выбор датчика температуры
    • >Измерение температуры поверхности

    Точно измерить температуру поверхности контактным термометром НЕ ВОЗМОЖНО. Почему? Ответ кроется в самом принципе контактного измерения температуры объекта. Фактически контактный термометр показывает температуру своего чувствительного элемента, будь то термометр сопротивления, термопара или другой датчик. Точность измерения тем выше, чем лучше тепловое равновесие этого чувствительного элемента с измеряемой средой. При достаточном погружении датчика в среду и отсутствии искажений температурного поля из-за теплоотвода по корпусу термометра в окружающее пространство, измерения температуры могут быть очень точными. Это, например, мы видим при измерении температуры в ампулах реперных точек МТШ-90 или при измерении в глубоких жидкостных термостатах.

    Как только глубина погружения термометра в измеряемую среду уменьшается, тепловой поток по корпусу термометра в окружающую среду начинает влиять на показания, погрешность измерения возрастает. Граничный случай – выход чувствительного элемента на уровень поверхности объекта и попытка отсчитать показания так называемой «температуры поверхности». Понятно, что в условиях размещения датчика на поверхности мы уже имеем очень серьезное искажение температурного поля объекта самим измерительным датчиком. Датчик как бы отбирает часть тепла от поверхности, выводя его в окружающую среду. Тем самым показания становятся ложными, не отражающими ту «температуру поверхности», какой она бы была без вмешательства датчика.

    Еще один очень важный момент, на который следует обратить внимание при попытке измерения температуры поверхности – температура на поверхности предмета, это характеристика не одного, а фактически двух объектов: самого тела, на который мы крепим датчик, и окружающей среды (для простоты изложения, предположим, что это воздух). Тепловой поток, исходящий от поверхности тела, зависит от перепада температуры между телом и воздухом и от движения воздуха под влиянием естественной и иногда вынужденной конвекции. Очевидно, что чем меньше перепад температуры и чем слабее движение воздуха, тем точнее можно измерить температуру поверхности.

    Из изложенных выше соображений следует вывод, что датчик для измерения температуры поверхности должен быть миниатюрным (например, тонкая термопара, термистор или пленочный термометр на тонких выводящих проводах). В то же время он должен иметь очень прочный контакт с объектом, но на небольшом участке поверхности, чтобы не исказить условия теплообмена. Однако даже в этом случае, не следует ожидать от измерений температуры поверхности точности лучше, чем несколько градусов. Нужна ли высокая точность, скажем 0,1 °С, при измерении температуры поверхности? В принципе, этот вопрос важно рассматривать для любых бытовых и промышленных измерений температуры. Как правило, оказывается, что требования к точности термометров завышены. Погрешность в несколько градусов вполне приемлема, когда надо оценить температуру поверхности электроплиты, батарей отопления, железнодорожных рельсов, подшипников. Датчиков, измеряющих температуру поверхности с такой точностью довольно много. Они представляют собой чувствительный элемент, тонкую термопару или ТСП, вмонтированную в миниатюрный плоский корпус, иногда снабженный пружиной, поджимающий термометр к поверхности или магнитом.

    Пример термометра для измерения температуры поверхности – TESTO 905-T2

    Существуют и более точные датчики для измерения температуры поверхности. Однако, они более сложные и дорогие. Например, фирма ISOTECH выпускает измерительную систему под названием «944 True Surface Temperature Measurement System».

    Принцип работы системы заключается в компенсации потока тепла, отводимого термометром в окружающую среду. Для этого на термометр монтируется нагреватель, мощность которого регулируется с помощью датчиков (термопар), измеряющих перепад температуры на длине термометра.

    Таким образом, по мнению изобретателей, удается полностью ликвидировать температурный градиент, возникающий на границе датчик-поверхность и измерить «реальную» температуру поверхности.

    Одной из самых сложных проблем контактного измерения температуры поверхности является обеспечение метрологической прослеживаемости результата измерений от эталона единицы температуры, т.е. поверка датчиков температуры поверхности.

    Один из подходов к решению проблемы поверки поверхностных термометров – поверять поверхностные датчики методом погружения в термостат и сличения с эталонным термометром. Однако, как показывают эксперименты, данный метод является очень грубым и иногда приводит к ошибкам в несколько десятков градусов.

    Многие фирмы предлагают специальные калибраторы для поверки поверхностных термометров. Самая распространенная конструкция – подогреваемая плита, под поверхностью которой в каналах располагаются эталонные датчики температуры. В данном методе предполагается, что температура на поверхности плиты очень близка к температуре под ее поверхностью.

    Калибратор поверхностных термометров фирмы ИзТех

    Такой метод не может дать высокую точность поверки. Обычно погрешность метода оценивают по погрешности встроенного термометра, который калибруется предварительно по эталону методом погружения. Однако даже если дисплей калибратора точно воспроизводит температуру встроенного термометра, нельзя утверждать, что эта температура равна температуре на поверхности плиты. Как уже отмечалось ранее, большое значение имеет тепловой поток от поверхности из-за конвекции и излучения. Кроме того, большое влияние на результат поверки в таком поверхностном калибраторе оказывает качество поверхности плиты и датчика и плотность контакта с поверхностью.

    Для того, чтобы учесть влияние теплового потока, были предложены расчетные и практические методы. Один из таких методов изложен в работе «The Calibration of Contact Surface Sensors: A Manufacturers Investigation. Electronic Development Laboratories Inc., 2003 NCSL International workshop and Symposium». Авторами предложен калибратор, называемый Surface Transfer Standard (STS), который представляет собой металлический блок, помещаемый в водяной перемешиваемый термостат.

    Блок погружается таким образом, чтобы он выступал из жидкости на 11,5 мм. Верхняя крышка термостата находится на 10 см. выше уровня жидкости. Четыре тонких термопары встроены в блок на разных уровнях, так, чтобы отслеживать изменение температуры по длине блока. Температуру на поверхности получают методом экстраполяции показаний термопар.

    Методом, при котором датчик не влияет на температуру поверхности, является метод бесконтактного измерения температуры с помощью пирометров и тепловизионных приборов. Однако при измерении температуры поверхности с помощью пирометров необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности и влияние излучения от окружающих предметов, что вносит значительную неопределенность в результат измерения. (Более подробно о бесконтактных термометрах см. раздел «Радиационные термометры»).

    Одним из интересных методов, позволяющих уточнить результат контактного измерения температуры поверхности является совместное использование контактного и неконтактного термометров. Метод заключается в том, что во время измерения температуры поверхности на термопару наводится тепловизор, показывающий перепад температуры вдоль корпуса термопары, по которому можно оценить погрешность контактного измерения.

    Новый подход к измерению температуры поверхности и калибровке промышленных поверхностных термометров сейчас исследуется в рамках европейского проекта EMPRESS (http://www.strath.ac.uk/research/advancedformingresearchcentre/ourwork/projects/empressproject/)

    Для точного измерения температуры поверхности используется новый тип преобразования – флуоресцентная термометрия. На последней конференции ТЕМПМЕКО 2016 был доложены последние результаты в этой области. Статья готовится к печати в журнале “International Journal of Thermophysics”. Суть метода заключается в том, что на поверхность калибратора наносится слой фосфора, который облучается потоком света от лазера или LED лампы. Приборы измеряют временное изменение интенсивности инициированного излучения поверхности, которое зависит от температуры поверхности. Таким образом, устраняется главная проблема контактного измерения температуры поверхности – тепловой поток по термометру и бесконтактного измерения – неизвестная излучающая способность поверхности.

    На рисунке показан прототип поверхностного калибратора, который сейчас исследуется в INRiM. Тонкий слой температурно чувствительного фосфора нанесен на поверхность плиты. Фосфор облучается лазерным диодом. Вторичный оптический сигнал, проходящий по оптоволокну, преобразуется в электрический, слежение за которым позволяет наблюдать за изменением интенсивности флуоресценции во времени. Чувствительность такого метода сейчас достигает 0,05 °С до температуры 350 °С, воспроизводимость и однородность порядка 0,1 °С. Ожидаемая суммарная неопределенность метода оценивается 1 °С. Исследования продолжаются. Аналогичный метод, но с использованием облучения с помощью LED лампы, разрабатывается в NPL.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: