Чи можна за допомогою недорогих пірометрів точно виміряти температуру? Якщо немає, то яка похибка і від чого вона буде залежати?
Пірометр - прилад (в даному випадку ми говоримо про поширених побутових інфрачервоних моделях), що вимірює рівень електромагнітного випромінювання предмета в певному діапазоні і на основі його інтенсивності визначає температуру.
Від чого залежить точність вимірювань пірометром
1. Від випромінювальної здатності поверхні тіла. У ідеальної моделі чорного тіла вона дорівнює 1. У ідеального дзеркала - 0. Основна маса тіл має радіаційну здатність в діапазоні від 0,85 до 0,95. Тому дешеві моделі пірометрів, де немає можливості ручного вказівки випромінювальної здатності, зазвичай налаштовані на найбільш типове значення 0,95.
Значення випромінювальної здатності беруть з різних довідників і таблиць, але всі вони є предметом суперечок і можуть застосовуватися лише з застереженнями. Ось приклади значень випромінювальної здатності деяких матеріалів:
Реальна похибка вимірювань недорогими пірометрами, яку вносить неточним зазначенням випромінювальної здатності, зазвичай лежить в діапазоні від 3 до 20% при помилку вказівки від 10% до 30% відповідно.
Там, де потрібно провести максимально точні вимірювання, поверхня спочатку покривають спеціальними лаками з достовірно відомою випромінювальною здатністю.
2. Від температури тіла. Випромінювальна здатність тел змінюється в залежності від температури і на діапазонах від 300 до 900 градусів помилка може бути в 1,5 і більше разів. Більш того, пірометри розглянутого нами класу не здатні робити точних вимірювань об'єктів з температурою 500 і більше градусів.
3. Від температури навколишнього середовища. Як датчики в пірометрах найчастіше використовуються напівпровідникові елементи - болометри, фотодіоди, піроелектрики, термоелементи. Їх характеристики безпосередньо залежать від навколишньої температури. Якщо усереднювати, то зміна їх температури на кожні 10 ° С буде давати додаткову похибка в 1%.
4. Від відстані. Оскільки інфрачервоні пірометри забезпечені оптичною системою, то площа, з якої знімаються показання випромінювання для визначення температури, безпосередньо залежить від відстані до об'єкта.
І тут важливо, щоб область, з якої знімаються показання, не виходила за краї об'єкта. Для кожної моделі пірометра значення площі від відстані буде своє, і воно обов'язково вказується в інструкції. Багато моделей середнього і вищого цінових діапазонів мають лазерні покажчики у вигляді одного, двох або більше променів, які позначають межі плями.
Рекомендації по використанню пірометрів
- Більшість недорогих пірометрів не придатне для вимірювання температур полірованих металевих поверхонь або просто світлих металів. Використовувати з застереженнями можна лише ті, у яких є можливість ручного вказівки значень випромінювальної здатності матеріалів.
- Будь-які предмети або частки (пар, дим, пил), що потрапляють в область вимірювання будуть впливати на результати.
- Не можна виміряти температуру об'єктів через прозорі предмети (скло, плівку), оскільки за фактом буде виміряна температура скла і т.д.