Содержание
Почему врёт бесконтактный ИК термометр (пирометр). Принцип работы пирометра. Измерение пирометром. Точность пирометра
В данной статье мы расскажем именно о медицинских ИК термометрах, т.е. о приборах, предназначенных для измерения температуры тела, а также о том, от чего зависит точность пирометров.
В Интернете можно найти много информации по этому вопросу. В большинстве случаев всё пишется людьми далёкими от ИК термометрии и ИК термометров для контроля температуры тела. Поэтому и информация даётся неполной, несистемной и чаще всего далёкой от истины.
Именно поэтому, мы как разработчики и изготовители медицинских термометров и, в частности, ИК термометров решили по возможности понятным языком рассказать, как устроен ИК термометр, чем он отличается от промышленного пирометра, что влияет на его точность измерения и как сделать так, чтобы эту точность повысить.
Для начала немножко теории…
Любое тело излучает тепловую энергию Е, пропорциональную его температуре поверхности в четвёртой степени и коэффициенту излучения к.
Научившись измерять и обратно преобразовывать эту тепловую энергию в температуру можно измерять температуру поверхности на расстоянии (дистанционно).
Рис.1.Как происходит измерение температуры поверхности пирометром
Любой пирометр содержит некоторую оптическую систему, позволяющую снимать данные (собирать тепловую энергию) с пятна определённой площади S на расстоянии L. Отношение L/D, где D — это диаметр пятна называется оптическим разрешением пирометра. Чем этот параметр больше, тем на большем расстоянии можно измерять температуру конкретного тела и тем дороже прибор.
При помощи оптической системы прибора энергия излучения падает на сенсор ИК термометра (Рис.2).
Рис.2.Устройство сенсора ИК термометра
У современных пирометров сенсор представляет собой миниатюрную термопару, на рабочий спай которой и направлено тепловое излучение контролируемого объекта. Вблизи холодного спая термопары располагается сенсор температуры, в качестве которого чаще применяется термосопротивление.
Электронная схема прибора по термосопротивлению измеряет температуру холодного спая термопары и добавляет к ней вторую часть пропорциональную напряжению с термопары. ИК сенсоры уже давно научились изготавливать полностью в интегральном исполнении. Есть сенсоры с цифровым выходом.
Если бы все тела излучали одинаково, имея равную температуру, то погрешность пирометра определялась бы только точностью его юстировки .
Однако все тела излучают по-разному. Для того чтобы измерить температуру поверхности какого-либо тела достаточно точно, необходимо точно знать его коэффициент изучения к.
Обычно пирометр юстируется на производстве или в метрологической лаборатории при помощи «абсолютно-чёрного тела» (АЧТ), т.е. поверхности, с коэффициентом излучения близким к 1. Затем в память прибора устанавливают реальный, усреднённый коэффициент излучения. Чаще 0,95. Есть однако модели пирометров подороже, в которых потребитель сам устанавливает коэффициент. Но какой – вот в чём вопрос.
А коэффициент излучения очень сильно зависит как от материала поверхности, так и от качества обработки, наличия загрязнений, ржавчины, влаги и т.д. В табл. 1 представлены коэффициенты излучения для ряда материалов.
| Материал | К |
| доска | 0,96 |
| бумага | 0,93 |
| базальт | 0,72 |
| ржавое железо | 0,70 |
Табл. 1 Коэффициент излучения к для нескольких материалов
При неправильно выставленном коэффициенте излучения можно получить погрешность в десятки градусов.
Итак, какие факторы влияют на точность измерения промышленного пирометра?
Перечислим несколько основных факторов:
- точность юстировки пирометра на АЧТ при к =1,
- точность задания к-коэффициента излучения,
- чистота поверхности измерения, наличие влаги, пыли и т.д.,
- временной фактор, влияющий на старение оптической системы и эл.
компонентов, - наличие «засветки» от посторонних источников,
- соответствие диаметра «пятна» и размеров контролируемой поверхности (диаметр пятна должен быть заведомо меньше).
компонентов,
Какая реальная точность измерения, указывается в документации на промышленные пирометры среднего ценового диапазона? +/-1% от измеряемой величины, т.е. примерно +/-0,4°С при измерении температуры поверхности нагретой до +40°С. Давайте запомним это значение. Оно нам пригодится далее.
В чём отличия между промышленным пирометром и ИК термометром для измерения температуры тела?
Итак мы кратко рассказали вам о работе промышленного пирометра, о том, какие факторы влияют на его точность измерения. Теперь поговорим о ИК термометре для измерения температуры тела.
Вообще зачем нужен ИК термометр для измерения температуры, когда есть контактные электронные термометры, которые при правильном изготовлении обеспечивают нужную точность? Главное преимущество ИК термометра — скорость измерения, около 1 с.
В табл. 2 представлены сравнительные характеристики двух методов измерения.
| Параметр | ИК термометр | Контактный термометр |
| Удобство | + | — |
| Время измерения | + (около 1 с.) | — (более 30 сек.) |
| Точность измерения | — | + |
| Измерение разности температур и распределения температуры | + | — |
Табл. 2 Сравнение ИК термометра и контактного термометра
ИК термометр удобен, потому что измеряет быстро и дистанционно. Достаточно поднести прибор ко лбу на расстояние несколько сантиметров, нажать на кнопку и всё. Температура измерена. Но с какой точностью? А это самое больное место этих приборов и об этом мы поговорим далее. Но где ИК термометры не имеют себе равных в медицине — это в измерении разницы температур. Например это контроль распределения температуры по телу для выявления критических мест, связанных с какими-либо нарушениями.
Или измерение разности температуры тела между людьми, находящимися длительное время в одних условиях. Для этих целей ИК термометр просто великолепен и никто его не сможет заменить.
Приведём пример. Самолёт совершил посадку. Работник Роспотребнадзора, вооружённый ИК термометром, зашёл на борт и последовательно замерил температуру каждому пассажиру. Неважно, какую абсолютную величину температуры он получает. Важна разность измеренной температуры между пассажирами. Они долгое время находились в равных условиях и повышенная температура нескольких пассажиров относительно среднего измеренного значения может трактоваться как болезнь. У этих пассажиров после изоляции их от основной массы нужно будет измерить температуру точно контактным электронным термометром. Допустим, температура пассажиров оказалась равна 34,7…36,1°С, а у двух пассажиров: 36,6°С. Это означает, что у этих двух пассажиров имеется повышенная температура. Дальнейшие измерения точным контактным термометром смогут подтвердить, что их температура равна на самом деле 37…38°С.
Сейчас, к сожалению, об этом не знают.
В табл. 3 мы кратко показали, чем отличается промышленный пирометр от ИК термометра температуры тела.
| Промышленный пирометр | ИК термометр температуры тела | |
| от -50 до +650 °С, 1% ИВ + 1°С | диапазон измерения и точность | от 32,0 до 42,9°С, ±0,2°C |
| линза или без линзы | оптическая система | «ракушка» |
| любое | расстояние до объекта измерения | 0…3 см |
| прямое измерение | способ измерения | расчет температуры тела по температуре лба и температуре окружающей среды |
Табл. 3 Основные отличия промышленного пирометра от ИК термометра температуры тела
У ИК термометра очень узкий диапазон измерения и небольшое расстояние до поверхности измерения.
У большинства ИК термометров в паспорте приводится точность измерения +/-0,2…0,3°С. Скажем сразу, что верить этому значению нельзя. С большой натяжкой это может быть точность измерения температуры абсолютно-чёрного тела, проводимая в лабораторных условиях при заданных параметрах окружающей среды. Это даже не точность контроля температуры поверхности кожи и уж тем более не точность измерения температуры тела.
Грустно то, что в нашей стране продаются ИК термометры, имеющие Регистрационное удостоверение Росздравнадзора, у которых в паспорте указана точность измерения температуры тела +/-0,1°С! Получается так, что Российская компания-дистрибьютор покупает в КНР приборы, имеющие точность +/-0,3°С, делает документацию на русском, где указывается точность уже +/-0,1°С и продаёт эти приборы. Почему так происходит? Да потому, что ИК термометры у нас в стране отнесены к медицинским термометрам, а им ГОСТом предписано иметь точность +/-0,1°С. Получается, что приборы подстроили под норматив.
Так какую же реальную погрешность имеют ИК термометры, спросите вы? Огромную, если не выполнять множество требований к процессу измерения. А ведь большинство граждан их не выполняет или физически не может выполнить. Поэтому прежде чем купить домой ИК термометр, хорошо подумайте. Им нужно уметь пользоваться.
Как работает ИК термометр температуры тела?
ИК термометр для измерения температуры тела — это в определённом плане прибор более сложный, чем промышленный пирометр. Прибор имеет два режима работы: поверхность (sгrface) и тело (body). В режиме surface прибор работает как обычный пирометр, измеряя температуру поверхности и его можно использовать для различных хозяйственных нужд. В режиме body, который нас как раз интересует, прибор вычисляет значение температуры тела по температуре поверхности лба, температуре окружающей среды, используя введённые в него усреднённые коэффициенты расчёта. Данные коэффициенты учитывают теплопроводность и толщину различных участков головы (кожи, кости и т.
д.). Понятно, что у разных людей, особенно разных расс, у различных возрастных групп эти параметры отличаются и это очень сильно сказывается на точности измерений. На Рисунке 3 показана температура тела как функция этих параметров.
Рисунок 3. Температура тела, как функция большого количества параметров
Итак, к погрешности измерения температуры поверхности в режиме body добавляется погрешность связанная с различием у людей различных физических параметров и погрешность измерения температуры окружающей среды, а также погрешность связанная с тем, что температура прибора может быть не равна температуре окружающей среды, в которой находится испытуемый. Последнее очень важно. Прибор и человек до момента измерения должны находиться длительное время при одной и той же температуре. Теперь вам должно быть понятно, почему при измерении температуры у людей, входящих в здание, так сильно разнится температура. Ведь до входа в здание они находились в различных условиях. Кто-то пришёл, кто-то приехал на авто и т.
д.
Перечислим основные правила более-менее точного измерения температуры тела ИК термометром.
Основные правила, которые необходимо соблюдать при измерении температуры медицинским пирометром:
— пирометр должен иметь температуру окр. среды (выдержан не менее 30 мин.),
— необходимо предварительно вытереть насухо лоб,
— предотвратить сквозняки, падение прямых лучей солнечного света, влияние нагревательных приборов,
— предварительно убрать со лба косметику, волосы,
— расстояние от лба: 1…3 см,
— необходимо провести несколько измерений, чтобы исключить случайные значения.
Так может ли ИК термометр иметь точность +/-0,1°С при измерении температуры тела? Конечно нет. Если человек очень хорошо понимает принцип работы ИК термометра и как им пользоваться, то он может использовать его для экспресс контроля температуры тела. Но любому человеку использовать этот прибор нельзя. Может и трагедия случиться. Представьте себе картину. У маленького ребёнка горячка, родители его раздели, обдувают вентилятором и время от времени контролируют температуру ИК термометром.
Что они измерят? Всё что угодно. Самая большая опасность, если они вместо 40,0°С измерят 37,0, успокоятся и завершат процедуры.
ИК термометром для измерения температуры тела может пользоваться не каждый. Единственное, в чём он очень хорош — это в вычленении людей с повышенной температурой среди других людей, находящихся длительное время в одинаковых условиях.
Какие приборы НПК «Рэлсиб» для измерения температуры нужно использовать для точной термометрии?
|
Измеритель температуры IT-9-IRm бесконтактный
|
Термометр медицинский RELSIB WT50 с передачей данных по Bluetooth
|
Термокомплект «COVIDUNET»
|
Пирометры || «Промприбор»
-
Термометр бесконтактный инфракрасный JXB-178 предназначен для бесконтактных из … -
Пирометр визуальный Проминь — является пирометром с исчезающей нитью накала и . .. -
Телескоп радиационного пирометра Тера-50 предназначен для определения температ … -
Пирометр инфракрасный С-500 предназначен для бесконтактного измерения температ … -
Пирометр инфракрасный С-20.1 предназначен для бесконтактного измерения темпера … -
Пирометр инфракрасный С-20.4 предназначен для бесконтактного измерения темпера … -
Профессиональный высокотемпературный пирометр DT-9862 – это дистанционный изме … -
Профессиональный высокотемпературный пирометр DT-9860 – это дистанционный изме . .. -
Профессиональный высокотемпературный пирометр DT-8869Н – это дистанционный изм … -
Профессиональный высокотемпературный пирометр DT-8868Н – это дистанционный изм … -
Профессиональный высокотемпературный пирометр DT-8867Н – это дистанционный изм … -
Бесконтактный инфракрасный пирометр DT-8865 – это компактный дистанционный инф … -
Пирометр CEM DT-8862 относится к классу профессиональных измерителей температу … -
Пирометр DT-8863 — это портативный аппарат, предназначенный для бесконтактного . .. -
Пирометр CEM DT-8861 – инфракрасное устройство, обеспечивающее быстрые и точны … -
Высокоточный пирометр DT-8860B предназначен для дистанционного определения тем … -
Пирометр DT-8663 позволяет измерять температуру среды, влажность и температуру … -
DT-8859 — современный дистанционный пирометр, позволяющий осуществить измерени … -
Профессиональный лазерный пирометр DT-8858 – это дистанционный измеритель темп … -
Профессиональный инфракрасный термометр DT-8855 – это дистанционный измеритель . .. -
DT-8839 — это простой и удобный в применении аппарат, предназначенный для изме … -
Пирометр DT-8835 позволяет бесконтактно измерить температуру поверхности разли … -
Профессиональный инфракрасный термометр DT-8833 – это дистанционный измеритель … -
Инфракрасный пирометр DT-8830 — незаменимый помощник там, где необходимо точно … -
DT-8806H — это простой в применении лобный термометр, предназначенный для беск … -
Инфракрасный термометр DT-8806S предназначен для безопасного бесконтактного из . .. -
Пирометр CEM DT-820 оснащен лазерным указателем и дистанционно измеряет темпер … -
Пирометр CEM DT 812 — качественный современный прибор для бесконтактного измер … -
Пирометр CEM DT 810 — простой и удобный в пользовании прибор, способный бескон … -
Пирометр RGK PL-12 представляет собой бесконтактный термоизмеритель профессион … -
Пирометр RGK PL-8 – это современный бесконтактный инструмент теплового контрол … -
Fluke VT04 – это визуальный инфракрасный пирометр, представитель нового поколе . .. -
Fluke 61 — это портативный инфракрасный пирометр от компании Fluke, удобный и … -
Пирометр Fluke 64 max оснащен функцией автоматических измерений через заданные … -
Пирометр Fluke 62 MAX разработан специально для эксплуатации в жестких условия … -
Fluke 572-2 — бесконтактный инфракрасный пирометр, назначение которого — диста … -
Пирометр Fluke 568 сочетает в себе бесконтактное инфракрасное и контактное уст … -
Пирометр Fluke 566 сочетает в себе возможности бесконтактного инфракрасного из . .. -
Компактный и функциональный пирометр Fluke 561 – это инструмент, сочетающий в … -
1. Fluke 59 MAX
2. Fluke 59 MAX+
Fluke 59 MAX Инфракрасный пирометр
Инфр … -
Легкий, компактный и надежный пирометр Testo 845 – это инструмент для бесконта … -
1. Testo 835-h2
2. Testo 835-T1
3. Testo 835-T2
Testo 835-h2 Пирометр … -
Легкий и компактный инфракрасный пирометр Testo 831 предназначен для бесконтак … -
1. Testo 830-T1
2. Testo 830-T2
3. Testo 830-T4
Пирометр инфракрасный T … -
1. Testo 826-T2
2. Testo 826-T4
Пирометр Testo 826-T2
Контроль температур … -
Пирометр Testo 810 — отличный инструмент, позволяющий быстро с высокой точност … -
Инфракрасный карманный пирометр Testo 805 разработан для бесконтактного измере … -
Универсальный пищевой термометр Testo 104-IR позволяет проводить измерения тем … -
Бесконтактный измеритель температуры IT-9-IRm (пирометр) предназначен для быст …
..
..
..
..
..
..
..
Testo 830-T2
Бесконтактные инфракрасные термометры и ИК-пирометры
Наш широкий ассортимент инфракрасных термометров позволяет измерять и контролировать температуру в режиме онлайн.
Инновационные, гибкие решения, настраиваемые для различных процессов и специализированных приложений.
СПОТ
SPOT — это семейство полнофункциональных высокопроизводительных пирометров для фиксированных бесконтактных точечных инфракрасных измерений температуры. Доступны в диапазоне рабочих длин волн, температурных диапазонов и технологических требований.
Продолжайте читать
SPOT AL — Пирометр для производства и обработки алюминия
Усовершенствованный бесконтактный инфракрасный пирометр, обеспечивающий решения с одним датчиком для производства и переработки алюминия.
Продолжайте читать
SPOT GS — оцинкованная и отожженная полоса
Усовершенствованный бесконтактный точечный инфракрасный пирометр, специально разработанный для непрерывного высокоточного измерения температуры стальной полосы с покрытием во время цинкования и цинкования.
Продолжайте читать
SPOT MM — жидкий металл и нарезание резьбы
Усовершенствованный бесконтактный точечный инфракрасный пирометр, специально разработанный для измерения температуры жидких металлов в литейном производстве и на выпуске.
Продолжайте читать
Привод SPOT
Привод SPOT обеспечивает дистанционно управляемое выравнивание цели пирометра SPOT для промышленных применений.
Продолжайте читать
Система 4
Высокоточные одноточечные пирометры обеспечивают исключительную гибкость в широком диапазоне температур, рабочих длин волн и приложений.
Продолжайте читать
ООН
Серия надежных, недорогих автономных датчиков температуры, оптимизированных для OEM-производителей, проектировщиков установок и операторов технологических процессов.
Продолжайте читать
СОЛОнет
Гибкий цифровой инфракрасный термометр, настраиваемый для широкого спектра приложений управления технологическими процессами в производстве и промышленности.
Продолжайте читать
РТ8Б
Высокоточный бесконтактный инфракрасный термометр, предназначенный для измерения различных технологических параметров на заводах по производству дорожного камня и стекла, а также в других сложных технологических процессах с низкими температурами.
Продолжайте читать
IQ
Серия компактных, прочных промышленных термометров, предназначенных для использования в системах управления технологическими процессами при высоких температурах (только для продажи в Америке, Китае и Индии).
Продолжайте читать
СПРИНТ 8
Компактный прочный бесконтактный термометр, предназначенный для промышленных процессов с более низкими температурами (доступен только в Америке).
Продолжайте читать
Температура печного газа — CDB
Усовершенствованный бесконтактный инфракрасный термометр, предназначенный для измерения температуры газа в котлах и мусоросжигательных печах.
Продолжайте читать
DTT — вытяжная башня
Коротковолновый инфракрасный термометр, обеспечивающий точное и стабильное измерение температуры для управления башенными печами для вытягивания оптического волокна.
Продолжайте читать
FG — стеклянная камера сгорания
Простой оптоволоконный двухпроводной термометр с питанием от контура с выходным сигналом от 4 до 20 мА. Специально разработан для улучшения управления технологическим процессом в стекольной промышленности.
Продолжайте читать
FLT5B — плавающая линия
Точные и гибкие измерения инфракрасным термометром для измерения температуры поверхности стекла в ванне олова и печи отжига на флоат-линиях.
Продолжайте читать
SP — Распылительная камера
Волоконно-оптическая система инфракрасных термометров, специально разработанная для измерения температуры в агрессивной среде распылительной камеры МНЛЗ.
Продолжайте читать
Инфракрасные термометры и пирометры Optris
Инфракрасные термометры и пирометры Optris для точечных измерений особенно хорошо подходят для точного контроля температуры промышленных производственных процессов, научных исследований и разработок, а также для функциональной проверки различных устройств и систем.
. Просто выберите подходящий датчик температуры из одной из следующих групп продуктов!
Компактная серия: Небольшие и недорогие инфракрасные термометры
Вам нужна сверхмаленькая сенсорная головка, которую можно легко интегрировать в технологические процессы с ограниченным пространством? Или вы ищете недорогие, но надежные инфракрасные термометры, которые можно использовать в различных местах измерения инфракрасного излучения? Если да, то маленькие и недорогие пирометры из нашей компактной серии идеально подходят для ваших нужд!
Высокопроизводительная серия: высокоточные инфракрасные термометры с лазером
Если у вас довольно высокие требования к устройствам для измерения температуры или если вы просто хотите более точно определить точку измерения с помощью лазерной технологии, то инфракрасные термометры из нашей серии High Performance – это правильный выбор для вас. .
Какой инфракрасный термометр мне подходит?
Самый простой способ найти подходящий инфракрасный термометр для вашего приложения — воспользоваться нашим селектором пирометров или во время бесплатной личной консультации с одним из наших инженеров по применению.
Если вы все же предпочитаете самостоятельно искать подходящий пирометр, вам следует начать с определения свойств поверхности объекта, на котором будут проводиться измерения. Особенно важным параметром в этом отношении является коэффициент излучения ε. Доступны следующие диапазоны длин волн:
ИК-термометры для неметаллических поверхностей: 8–14 мкм
Эта длина волны соответствует типу прибора LT. Хотите измерить неметаллическую поверхность, например пластиковую? Если да, то это ваши любимые устройства.
Компактная серия: optris CS LT, optris CSmicro LT, optris CSmicro 2W LT, optris CX LT, optris CT LT, optris CTfast LT, optris CThot LT
Высокопроизводительная серия: optris CSlaser LT, optris CTlaser LT
Ручные термометры: optris P20 LT, optris MS LT
Инфракрасные термометры для стеклянных поверхностей: 5,0 мкм
Эта длина волны соответствует типу прибора G5 и обеспечивает надежные измерения температуры на стекле при выборе одного из следующих инфракрасных термометров.
Компактная серия: optris CT G5
Высокопроизводительная серия: optris CSlaser G5 HF, optris CTlaser G5
Инфракрасные термометры для металла: 0,5–2,3 мкм
Пирометры с этим диапазоном длин волн идеально подходят для измерения жидких и твердых металлических поверхностей просто выбрав одно из следующих устройств.
Компактная серия: optris CSmicro 3M, optris CSmicro 2W 2M, optris CT 1M / 2M, optris CT 3M
Высокопроизводительная серия: optris CSlaser 2M, optris CTlaser 05M, optris CTlaser 1M / 2M, optris CTlaser 3M, optris CSvideo 2M, optris CTvideo 1M / 2M, optris CTvideo 3M, пирометр отношения CTratio 1M
Ручные термометры: optris P20 1M / 2M, optris P20 05M
Инфракрасные термометры для специальных применений: 2,3–7,9 мкм
В дополнение к обычным измерительным задачам вам время от времени приходится решать необычные измерительные задачи. . Для этих случаев Optris предлагает следующие пирометры:
Пирометры для измерения температуры на пленках
Инфракрасные термометры типа P7 с длиной волны 7,9 мкм идеально подходят для измерения температуры очень тонких пластиковых материалов, таких как ПЭТ, ПУ.
, ПТФЭ или ПА.
Компактная серия: optris CT P7
Высокопроизводительная серия: optris CTlaser P7
Пирометры для измерения дымовых газов
Инфракрасные термометры типа F2 и F6 со спектральным диапазоном 4,24 мкм и 4,64 мкм соответственно идеально подходят для измерения температуры продуктов сгорания CO2 и CO.
Высокопроизводительная серия: optris CTlaser F2, optris CTlaser F6
Пирометр для измерения температуры через пламя
Детали внутри печей трудно измерить, так как пламя вокруг детали искажает результаты измерения. Инфракрасный термометр со спектральным диапазоном 3,9мкм, позволяющее легко и точно измерять через пламя, является решением.
Высокопроизводительная серия: optris CTlaser MT
Пирометры для лазерных применений
Для измерения температуры в лазерных применениях требуется стопорный фильтр для защиты от лазерного излучения, чтобы обеспечить точные результаты измерений.
Высокопроизводительная серия: optris CT XL 3M
Как выбрать подходящую оптику для моего инфракрасного термометра?
Для получения точных результатов измерений необходимо использовать правильную оптику.