Жорсткі, все більш зростаючі вимоги безпеки в промисловості, недолік дорогоцінного ресурсу: часу - все це призводить при вирішенні задачі вимірювання температури до альтернативних, безконтактним методам.

Термометри з універсальними термопарами здатні виміряти температури аж до 1300 градусів, а зі спеціальними тугоплавкими датчиками і вище.

Але сам принцип вимірювання - методом торкання, в рази збільшує ризик для персоналу, а в ряді випадків просто виключений.

Це перший серйозний мінус. Відповідальна особа повинна підійти близько. Навіть якщо датчик температури помістити на подовжувач, все одно далі ніж на 1-2 метри, відійти не вийде.

Наведемо кілька прикладів.

1. Металургія. Температура плавлення сталі, чавуну, перевищує 1000 градусів, а для деяких сплавів і зовсім "переступає" 2000 градусів. Чим вище температура в печі, тим на більшу відстань поширюється жар, вихлюпуються розпечені краплі, вириваються струмені отруйного газу. Бажано, що контроль температури проводиться дистанційно, хоча б з відстані як мінімум 5-10 метрів, а то і більше.

2. Електротехнічні установки. Тут контактний метод просто непридатний. Особливо з високовольтними кабелями, корпусами електродвигунів, генераторів, потужних трансформаторів в понижуючих підстанціях. І підходити близько і тим більше торкатись смертельно небезпечно.

Друге - це швидкість вимірів. Датчики в більшості випадків інерційні - повільно нагріваються і так само повільно охолоджуються. Це стосується не тільки вимірювання температури, але і наприклад термогігрометрів, що реагують на зміну вологості із запізненням, газоаналізаторів або щупових вимірювачів температури грунту.

Від початку вимірювання і до стабілізації даних проходить в кращому випадку 10-15 секунд, а то й хвилини.

Дві ключові перераховані проблеми вирішуються, якщо задіяти високотемпературний інфрачервоний пірометр - переносний або стаціонарний вимірювальний прилад, що дозволяє з безпечної зони отримати дані лише за 1 секунду.

Розглянемо відмінні риси, цих лідерів по температурі серед аналогів.

Діапазон температур

Насправді немає чітких критеріїв, які з приладів віднести до високотемпературних, а які ні.

Оскільки для кожної галузі свої межі.

Умовно приймемо, що до таких інструментів слід віднести вимірювачі з межах 1000 ℃.

Щоб швидко звузити кількість варіантів для вибору, в фільтрі вибору товарів, необхідно залишити моделі з межою 1000, 1000, або 2000 градусів - ті, які потрібні, в залежності від постановки задачі.

Їх буде небагато, оскільки сфера застосування доволі специфічна. Наприклад в побуті з такими значеннями практично ніхто не зустрічається.

Саме широкий діапазон і рекордна верхня межа грають першорядне значення і впливають на всі інші параметри - від технічних характеристик, специфіки застосування і до розміру корпусу.

Коефіцієнт випромінювання

Звернемо увагу на 2 практичні приклади, коли змінюється агрегатний стан або трансформується вид покриття поверхні об'єкта, що відбувається при впливі високих температур.

1. При виплавці металів з руди, у ванній на поверхні плаває шлак. Це домішки. Але вони нас цікавлять не з точки зору чистоти металу, а як елемент, що спотворює справжнє значення температури.

2. При термообробці, загартуванні струмами високої частоти, поверхня від впливу атмосферного кисню і нагріву, покривається шаром окислів.

І в першому і в другому випадку, змінюється один найважливіший параметр - відбивна здатність поверхні, що в свою чергу впливає на потужність теплового потоку.

Наприклад, якщо мідна пластина в процесі нагрівання має шар оксидної плівки, то пірометр, раніше налаштований на "чисту поверхню", помилиться на градуси, а то і десятки градусів.

Хороший приклад, який можна спостерігати взимку - ділянка землі без снігу поглинає більшу частину тепла сонця, а сніжна ділянка в значній мірі відбиває сонячне випромінювання.

Тому, в інфрачервоних термометрах, в обов'язковому варіанті має бути присутня опція вибору коефіцієнта емісії, щоб вручну підлаштуватися під змінну відбивну здатність.

У цьому легко переконатися, якщо проаналізувати перелік високотемпературних приладів для вимірювання температури. Ця функція присутня у всіх з них. Завжди.

А ось в низькотемпературній, бюджетній серії, по-перше, щоб знизити ціну, по-друге, оскільки вимоги до точності в побуті не такі високі, цієї функції може і не бути.

Оптична роздільна здатність

Не дивлячись на те, що цей параметр позиціонується так: "чим більше оптична роздільна здатність, тим температури менших об'єктів можна виміряти з більш дальньої відстані", що звичайно вірно, другий найважливіший аспект - це безпека.

Для пірометрів в показником 50: 1 або 75: 1, персонал буде себе почувати значно впевненіше, оскільки якщо наприклад, необхідно перевірити температуру заготовки висотою 1 метр, можна спокійно відійти на 10 і навіть 20 метрів.

Тому спостерігається однозначний зв'язок - чим ширше діапазон, тим вище і це буде обов'язково, показник оптичної роздільної здатності.

Інша назва - пляма візування, оскільки фізичний зміст параметра - це співвідношення між відстанню до об'єкта і площею, з якої в лінзу пристрою потрапляє випромінювання.

Тут виникає інша проблема - чим далі відходимо, тим складніше направити прилад в потрібну точку.

Більш того, часто зробити це просто неможливо, оскільки відсутній  візуальний зворотний зв'язок - ми не бачимо ІЧ промені, а тому, звідки виходить тепло, можна просто здогадуватися. Це неприпустимо, але можна виправити.

Щоб вирішити це завдання, передбачено наступне:

• лазер. Червона точка добре видна здалеку і відразу стає зрозуміло - то що треба ми вимірюємо або змістилися в бік. До речі лазерна указка використовується також в далекомірах. Тільки в останніх вона грає головну роль, а в пірометрах - важливу, але допоміжну. Існують різновиди з одним, двома або навіть 13-ти променями, розміщеними по колу;

• лазер це добре, але тримати пірометр в одному положенні хоча б 1 хвилину, не зміщуючись ні на один кутовий градус, контролюючи очами яскраву крапку, це втомлює. А якщо час становить 5-10-30 хвилин? Питання вирішується установкою на штатив. Під нього в нижній частині ручки передбачається гвинтове кріплення.

Корпус

Високотемпературні дистанційні термометри практично завжди більше за розмірами.

Це пов'язано як з великим розміром оптичної лінзи, так і зі збільшенням діагоналі дисплея, на якому розміщується більше інформації, крім поточного значення температури.

Додаткові опції

Оскільки ми маємо справу з цифровими приладами, то висока ступінь інтеграції мікросхем, дозволяє додати корисних можливостей.

Наявність тієї чи іншої функції необхідно уточнювати у менеджерів або дивитися характеристики.

Автоматичний контроль діапазону

Дуже затребувана опція, особливо при масовому, конвеєрному виробництві. Хоча може застосовуватися практично завжди.

Її суть - розвантажити наш мозок від простих, але повторюваних численних, рутинних операцій наступного роду.

Наприклад за технічними вимогами, потрібно, щоб деталі, що переміщуються на стрічці, не були нагріті вище 700 градусів і не охолоджувалися менше 610 градусів.

При ручному контролі, довелося б щоразу порівнювати "входить - не входить в діапазон".

Якщо ця функція присутня (у її наявності можна переконатися, подивившись перелік фільтрів або технічних характеристик), то прилад сам порівнює виміряне значення, з записаним в пам'ять і видає звуковий сигнал у разі виходу за межі.

До речі, зазначена опція, припала б до речі при температурному скринінгу, щоб виявити хворих на коронавірус на кордоні або наприклад при вході в супермаркет. Оскільки при сотнях і тисячах вимірювань, мозок почне помилятися і йому потрібен електронний помічник-сигналізатор.

Якщо ми вже торкнулися цієї теми, зауважимо, що високотемпературні пірометри для вимірювання температури тіла не підійдуть. І справа не в їх діапазоні, а в точності. Забезпечити похибку в межах ± 0,1-0,2 ℃ вони не в змозі. І не повинні. У них інші цілі.

Математичні операції

Цикл вимірювання - це період від включення пірометра до його відключення (примусового або коли спрацює функція автовідключення).

Протягом цього циклу проводиться ряд вимірювань - формується набір даних.

З цього масиву, прилад може сам вибрати максимальне / мінімальне значення, а також розрахувати середнє арифметичне і відобразити на дисплеї.

Підключається термопара

Дуже зручна опція з кількох причин.

1. Підлаштувати коефіцієнт емісії за даними термопари, яка виступає в якості контрольного термометра.

2. Економія на покупці - отримуємо фактично 2 прилади в одному корпусі.

3. Вимірювання можна проводити одночасно по двох каналах - контактному і безконтактному, паралельно, для чого на дисплеї передбачено 2 рядки.

Пам'ять

Це набір осередків, куди записуються послідовні значення температури. Щоб не фіксувати їх на папері і не тримати в голові.

Осередків зазвичай кілька десятків.

Кольоровий дисплей

І це не тільки вимога часу. Коли на екрані необхідно контролювати десяток показників, якщо вони виділені різним кольором, очі швидко звикають "вихоплювати" потрібне, на відміну від однотонних цифр.

У лінійку приладів FLUS для вимірювання температури входять наступні моделі

Є ще серйозний функціонал, який характерний для високотемпературних пірометрів - це реєстратор температури з підключенням до комп'ютера, але це окрема тема, який ми присвятимо окремий матеріал.