Механизм действия пирометра

Пирометр — это устройство, которое дистанционно измеряет температуру. Среди разнообразия тепловизионных измерительных устройств, это устройство (пирометр/радиометр) пользуется огромной популярность .

Конструктивно, такой прибор состоит из преобразователя и дисплея.

Принцип его действия основан на измерении действительного значения колебания тепловых волн от определенного твердого предмета, которое затем преобразуется в воспринимаемую человеком форму.

Тепловой луч от объекта фокусируется оптической системой и направляется на датчик, который в зависимости от полученного теплового значения, формирует цифровой сигнал. Он, проходя сквозь преобразователь направляется в измерительно-счетное устройство, результат обработки которого отображается на экране.

Для получения точного значения теплового режима достаточно направить прибор на измеряемый объект. Такой метод бесконтактного определения температуры является очень простым и дешевым. Дальность до исследуемого предмета может быть значительной, так как принцип восприятия пирометров основывается на площади объекта.

Основные эксплуатационные показатели устройств:

• оптическая разрешающая способность от 2:1 до 600:1;
• зона фиксируемых температур от -50 до +4000;
• фиксируемая разница измерений 1 или 0,1 градус;
• абсолютная точность замеров ± 1,5 %;
• скорость запуска — время старта < 1 секунды;
• способ наведения — лазерный/оптический прицел.

Коротко остановимся на некоторых параметрах.

Оптическое разрешение

Это показатель отношения расстояния до предмета к сечению светового пятна .

Техдокументация устройства имеет фиксированное значение такого отношения, либо же там указывается диаграмма зависимостей дистанции к площади.

Чем больше величина данного показателя, тем меньшие предметы улавливает пирометр. Главное, дальность не влияет на точность замеров до тех пор, пока сам объект не становится больше считываемой зоны.

Когда фиксируемый участок больше самого объекта, то прибор начинает фиксировать нагрев сторонних объектов, как следствие, значительно уменьшается точность показаний.

Выделяют три возможных ситуации расположения пятна визирования:

• нормальное — эллипс меньше площади исследуемого предмета. Максимальная точность.
• критическое — измеряемое пятно сравнялось с размерами объекта. Это приводит к возникновению незначительных погрешностей.
• закритическое - измеряемая зона превысила размеры объекта. В этом случае на аккуратность измерения влияют сторонние объекты.

Фокусное расстояние

Дистанция, на которой возможно достижение минимального диаметра зоны улавливания называется фокусным расстоянием.

По своей сути, диаграмма направленности устройств подобна конусу, вершина которого является устройство, а основание — исследуемый объект. Но на самом деле, конусность проявляется только при значительной дистанции. При приближении к исследуемой вещи, диаграмма направленности значительно изменяется. Поэтому для исследований малых предметов на незначительном расстоянии необходимо использовать короткофокусные устройства.