Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Применение цифрового инфракрасного термометра (пирометра)для контроля температуры узлов ПК

Применение цифрового инфракрасного термометра (пирометра)
для контроля температуры узлов ПК

Наткнулся в книге "Модернизация и ремонт ПК" Скотта Мюллера на его отзыв о цифровом инфракрасном термометре. "Цифровые инфракрасные термометры незаменимы при проверке температурного режима компьютерных компонентов". Не смотря на указанную Скоттом Мюллером цену применяемого им цифрового пирометра — до 100 $ , что весьма приемлемо сейчас но что-то не слышно об их широком применении.
В чем дело?

Цифровой инфракрасный термометр —
назначение, краткие характеристики, применения

Сначала что пишут об этих приборах производители и продавцы:

Пирометры относятся к приборам бесконтактного контроля температуры.

  1. яркостные, измеряющие температуру по яркости накаленного тела в заданном узком диапазоне длин волн;
  2. радиационные, измеряющие температуру по тепловому действию суммарного излучения нагретого тела (во всем диапазоне длин волн);
  3. цветовые, принцип действия которых основан на измерении отношения энергий, излучаемых телом в разных спектральных диапазонах.

Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения излучаемой энергии одной волны в инфракрасном спектре. На сегодня это относительно недорогой бесконтактный метод измерения температуры. Данные устройства могут наводиться на объект с любой дистанции и ограничены лишь диаметром измеряемого пятна и прозрачностью окружающей среды. Они идеальны для переносных моделей, и поэтому могут работать по принципу "навел и измерил". Инфракрасные термометры, часто называемые пирометрами, используют принцип детектора инфракрасного излучения. Интенсивность и спектр излучения зависит от температуры тела. Измеряя характеристики излучения тела, пирометр косвенно определяет температуру его поверхности."

Нас интересуют радиационные пирометры для локальных измерений температур, как позволяющие наиболее просто измерять температуру в нашем диапазоне температур (35-95°С).

Пирометры применяются для:

  • измерение температуры удаленных и труднодоступных объектов;
  • измерение температуры движущихся частей;
  • обследование частей, находящихся под напряжением;
  • контроль высокотемпературных процессов;
  • регистрация быстро изменяющихся температур;
  • измерение температуры тонкого поверхностного слоя;
  • обследование частей, не допускающих прикосновения;
  • обследование материалов с низкой теплопроводностью или теплоемкостью;
  • экспресс — измерения.

Отсюда вытекают и их области применения, которые приводить не буду.

Основные характеристики пирометров

Основными техническими характеристиками пирометра являются:

ПараметрЗначение
диапазон измеряемых температуробычно от -50ºС. 800ºС
разрешение при измеренииобычно 1, 0.1 ºС
точность измерения±5ºС в диапазоне -50ºС. -20 ºС
± (1,5% изм. значения +3 ºС) в диапазоне -20. 300ºС
коэффициент излученияпостоянный 0,95
вводимый пользователем
оптическое разрешениеот 2:1 до 600:1
быстродействиеобычно менее 1 сек
способ нацеливанияоптический, лазерный

Нас интересуют оптическое разрешение и показатель визирования.

Оптическое разрешение пирометра или показатель визирования — это отношение диаметра пятна контроля (диаметра объекта контроля, с поверхности которого пирометр принимает энергию инфракрасного излучения) к расстоянию до объекта (контролируемой поверхности).

Область чувствительности пирометра приближенно можно представить конусом, вершина которого упирается в объектив прибора, а основание располагается на поверхности объекта. Отношение высоты конуса к его диаметру L:D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик прибора (иногда используют обратную величину — D:L). Чем больше L:D, тем более мелкие предметы пирометр может различить на расстоянии.

Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометра зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности d, называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и d указываются в документации. Существуют специальные короткофокусные пирометры, у которых d составляет 5. 8 мм на расстоянии F 300. 600 мм.

Читайте так же:
Какие обороты нужны для циркулярки

В технической документации на прибор указывается значение показателя визирования или приводится диаграмма поля зрения.

При фокусировке пирометра на конечное расстояние и диаметре круга контроля в месте перетяжки меньше диаметра входного окна пирометра < показатель визирования (дан в соотношении принятом производителем) указывается для места перетяжки >:

На рис.1 показаны оптическое разрешение (диаграммы направленности) различных моделей пирометров одной из фирм-производителей для разных показателей визирования.

Вы видите, что диаметр объекта на поверхности которого измеряется температура определяется показателем визирования и зависит от расстояния до пирометра:

Здесь:
D — диаметр пятна контроля температуры,
k — показатель визирования,
L — расстояние от пирометра до пятна контроля температуры.

Минимальный диаметр пятна контроля — наименьший диаметр объекта, который может быть измерен при данном фокусном расстоянии и размере приемника.
Отношение высоты конуса к его диаметру L:D, называемое оптическим разрешением пирометра, является одной из основных характеристик пирометра (часто иногда используют обратную величину — D:L). Чем больше L:D, тем более мелкие предметы пирометр может различить на расстоянии.
При увеличении или уменьшении расстояния измеряемый диаметр возрастает. При приближении к объекту вплотную измеряемый диаметр увеличивается до размеров входного зрачка прибора.
Точность измерения не зависит от расстояния до тех пор, пока размер объекта больше измеряемого диаметра.

Индицируемая пирометром температура будет не верна, если размер объекта меньше диаметра пятна контроля. Так как объект, температура которого должна быть измерена, не заполняет весь диаметр пятна контроля, прибор принимает излучение от других объектов окружающей среды, которое оказывает влияние на точность измерения.

Пятно визирования и площадь поверхности где контролируется температура.

правильноекритическоеза критическое
  1. при правильном положении D пятна визирования точность измерения определяется только характеристиками прибора,
  2. при критическом положении D пятна визирования равен размеру контролируемой поверхности, при неточном визировании возможно увеличение погрешности измерения,
  3. при за критическим положением пятна визирования проводить измерения не рекомендуется, в связи с низкой точностью измерения.

Фокусное расстояние пирометра

Область чувствительности пирометра можно считать конической только на достаточном расстоянии. Вблизи она имеет более сложную форму. Часто у пирометра зона чувствительности сначала сужается до минимума, а затем начинает расширяться в форме конуса. Расстояние F, на котором достигается минимальный диаметр зоны чувствительности D , называется фокусным расстоянием. Для таких пирометров параметры F и D указываются в документации. Существуют специальные короткофокусные пирометры, у которых D составляет 5. 8 мм на расстоянии F 300. 600 мм.

Диапазон температур и длина волны пирометра

Рабочий диапазон температур пирометра зависит от длины волны излучения, на которое реагирует детектор пирометра. Так как спектр излучения с ростом температуры смещается в сторону коротких волн, высокотемпературные пирометры имеют более короткую длину волны. Для пользователя рабочая длина волны пирометра не имеет значения, его интересует диапазон температур.

Так как пирометры применяются в случаях быстрого изменения температуры, быстродействие для них является важной характеристикой. Оно обычно оценивается временем достижения 95% установившегося показания (время установления показания).

Установка излучательной способности

Простейшие модели пирометров имеют фиксированное значение излучательной способности (обычно около 0,95), при измерении температуры хорошо отражающей поверхности они дают погрешность в несколько градусов.

Для точного определения температуры тела по его излучению необходимо знать его излучательную способность (степень черноты). Большинство поверхностей по характеру излучения близки к черному телу, однако некоторые (например, полированные металлы) существенно отличаются.

В более сложных пирометрах можно устанавливать излучательную способность, компенсируя эту погрешность.

В наиболее совершенных пирометрах имеются встроенные таблицы излучательной способности многих известных материалов, что избавляет от необходимости их запоминания.

Читайте так же:
Домкрат гидравлический бутылочный какой выбрать

Способ нацеливания пирометра

Простейшие пирометры не имеют устройства нацеливания и могут применяться только на близких расстояниях. Для нацеливания пирометра на удаленные объекты чаще всего применяется луч лазера. С помощью одиночного лазерного луча можно определить только точку вблизи центра зоны чувствительности. У такого прицела луч лазера не совпадает с оптической осью объектива пирометра, поэтому центр зоны смещен относительно лазергого указателя на фиксированное расстояние 1-2 см (т.н. ошибка параллакса). В усовершенствованном коаксиальном прицеле луч лазера выходит из центра объектива пирометра и всегда попадает в центр зоны измерения. Двойной лазерный прицел показывает не только расположение, но и размер зоны измерения пирометра, однако на близком расстоянии он может быть сильно завышен. Разновидность двойного прицела с пересекающимися лучами называется кросс-лазером и обычно применяется в короткофокусных пирометрах, так как этот вид лазера удобен для определения местоположения фокуса объектива. Круговой лазерный прицел, образованный несколькими лучами, наглядно обозначает зону измерения пирометра. Простому круговому прицелу присущи уже упомянутые недостатки — параллакс и завышенный размер зоны измерения на близком расстоянии. Наиболее совершенный прицел, лишенный этих недостатков, создается несколькими лазерными лучами, расположенными вокруг объектива пирометра и образующими гиперболоид вращения. Такой прицел точно обозначает зону измерения на любом расстоянии от пирометра, поэтому он называется точным круговым лазером (TRUE SPOT TM ).

Лазерный луч плохо виден на ярко освещенной или раскаленной поверхности, поэтому высокотемпературные пирометры для нацеливания иногда оснащаются оптическими визирами.

Какой прибор нужен для работы с ПК

Для работы с ПК нужен пирометр:

  1. работающий в температурном диапазоне от 35 до 95 градусов,
  2. имеющий пятно контроля температуры порядка 5 мм (хотелось бы меньне, но увы) при расстоянии до 1 метра ( и ли L:D = 200:1 ),
  3. разрешение при измерениях достаточно 1°С.

Конечно лучше бы иметь пятно контроля около 1 мм, чтобы измерять возможность контроля температуры в локальных точках в корпусе ПК.

Какие это точки?

Имеется необходимость контроля температуры в последовательной цепи для выявления проблемных мест.

Таких как: основания кулера, тепловых трубок (на разных их частях), ребер радиаторов, малоразмерных чипов и других локальных зон. Для этого хорошо подходит пирометр в высоким разрешением или тепловизор. Пирометр позволяет выполнять непосредственные измерения, но с такими характеристиками их просто не выпускают. Тепловизоры не позволяют выполнять непосредственные измерения, требуют постоянных калибровок и сложны в эксплуатации. И главное они дороги для бытовых применений.

Пирометры имеющие характеристики близкие к указанным в начале раздела выпускаются, но стоят совсем не 100 $ . Их цена от 300 до 1000 $ .

Это совсем не то о чем писал Скотт Мюллер в книге "Модернизация и ремонт ПК"!

Заключение

К сожалению Скотт Мюллер, не привел модели пирометра, чтобы можно было дать определенный ответ, а те которые имеют цену до 100 $ в USA не позволяют измерять температуру с достаточной точностью в ограниченной области достаточно загруженного тепловыделяющими элементами корпуса ПК. Кроме этого, этих условиях возможны отражения от металлических конструкций корпуса, что вообще делает измерения данным прибором проблематичными.

А те которые, в принципе (или с определенными ограничениями), могут быть применены имеют цену соизмеримую с ценой тепловизора. А применение тепловизора, не смотря на его сложность, дает изображение тепловой картинки нужной Вам области. Изменив настройки можно с достаточной точностью знать температуру в любой точке и видеть ее градиенты.

Как измеряется температура воздуха?

Для того чтобы снять показания температуры воздуха необходимо использовать обыкновенный или электронный терметр. Однако, для того чтобы получить максимально точные результаты необходимо учесть некоторые важные детали их конструкции. Если не следовать строгим приписным истинам, то вероятнее всего вы измерите температуру близлежащих предметов, самого градусника, но никак не истинную температуру воздуха.

Читайте так же:
Как починить кабель наушников

Температура воздуха

Для того чтобы получить более точные данные по температуре воздуха, как внутри, так и снаружи помещения можно использовать цифровые метеостанции. Кстати, эти современные приборы передают данные о влажности и атмосферном давлении воздуха.

Как измерять температуру?

При помощи спиртового градусника

Размещается на горизонтальной поверхности, примерно на расстоянии 1,6 -1,7 метра выше уровня пола. Устройство должно быть расположено на теплоизолирующем материале. При этом, в момент измерения температуры в помещении должны быть отключены все нагревательные приборы, в том числе нагреватели УФО. Ведь именно они нагревают все окружающие предметы направленным излучением. Так, при их воздействии может нагреться корпус устройства и существенно исказить показания.

Если Вы расположили градусник правильно, подождите еще 10 минут. Тепловая инерция такого градусника очень высокая, поэтому до считывания показаний придется немного подождать.

Учтите: погрешность спиртового термометра может составлять 3-4 градусы Цельсия.

Ртутные бытовые термометры

Для получения показаний термометр необходимо расположить так же, как и спиртовой измеритель температуры. При этом помните, что жидкостные баллоны измерителей температуры ни в коем случае не должны касаться каких-либо предметов.

В случае если необходимо измерить температуру воздуха снаружи, необходимо изначально открыть окно. Затем закрепить термометр на раму. Баллон термометра ни в коем случае не должен соприкасаться со стеклом. Термометр необходимо закрыть от прямого попадания солнечных лучей. Не рекомендуется устанавливать измеритель температура с южной стороны. Более того, расстояние от окна или стены до термометра не должно быть меньше одного метра.

Электронный термометр

При помощи данного современного устройства измерить температуру можно практически мгновенно. При этом на продажу представлено большое количество моделей термометров, которые подойдут каждому пользователю. Стоит помнить, что при измерении не стоит касаться датчика прибора, иначе он может выйти из строя.

Цифровая метеостанция

Если Вы всегда хотите получать точные температурные данные и не желаете заморачиваться по поводу тех или иных условий для измерения температуры – цифровая метеостанция, это именно то, что Вам нужно. Она с высокой точностью отображает данные о влажности воздуха, атмосферном давлении, температуре воздуха и даже предоставляет прогноз погоды. Домашняя метеостанция имеет также часы и календарь. В основе устройства имеются цифровые датчики, поэтому все данные предоставляются с каждым изменением температуры.

Измерение температуры металлов с помощью инфракрасной измерительной техники Optris

Идёт ли речь о производстве металла или его переработке, контроль температуры металла с помощью датчиков бесконтактного способа измерения служит не только для контроля и оптимизации процессов, но при высоких температурах до 3 000 °C повышает безопасность на рабочем месте.

Особенно важно постоянно контролировать температуру металла на прокатном стане, при поверхностной закалке с применением индукционного нагрева или объёмной штамповке. С этой целью фирма Optris разрабатывает инфракрасные измерительные приборы, отвечающие особым требованиям металлообрабатывающей промышленности, ведь бесконтактный способ измерения температуры металлов не так прост, как Вы можете убедиться, прочитав нашу специальную статью по бесконтактному измерению температуры поверхностей металлов с помощью инфракрасного излучения. Для термометров от Optris, используемых при измерении температуры металлов, не являются проблемами ни высокие температуры окружающего воздуха, ни суровые окружающие условия измерения.

Далее приводятся некоторые примеры применения устройств. Ваш случай применения отсутствует? Нет проблем, обратитесь к нашей брошюре по металлу, или свяжитесь напрямую с одним из наших инженеров, который поможет вам выбрать подходящее измерительное устройство.

Читайте так же:
Как найти первичную обмотку трансформатора мультиметром

Измерение температуры на прокатном стане

Измерение температуры на прокатном стане

На прокатных станах требуется непрерывное измерение температуры формования между валками для оптимизации процессов и обеспечения качества. Мы рекомендуем для данного процесса использовать быстрый пирометр для измерения температуры листа металла, а также пирометр спектрального соотношения для измерений температуры зоны охлаждения или проволоки.

Измерение температуры при объёмной штамповке

Измерение температуры при объёмной штамповке

При объёмной штамповке следует измерять температуру заготовки перед формованием. К тому же температура формованного изделия измеряется после формования и перед размещением на складе. Как правило, при таком процессе температуру измеряют двумя способами: постоянно с помощью стационарного пирометра или периодически с помощью ручного пирометра.

Техобслуживание

Техобслуживание

Техническое обслуживание оборудования в металлообрабатывающей промышленности помогает своевременно распознавать износ огнеупорных материалов чугуновозов, шлаковозов и литейных котлов, а также снижает опасность возникновения прорывов. Для этого мы рекомендуем применять стационарные тепловизоры для непрерывного контроля с автоматической подачей сигналов тревоги при обнаружении перегрева внешней стенки.

Поверхностная закалка с применением индукционного нагрева: оптимальный температурно-временной режим

Поверхностная закалка с применением индукционного нагрева: оптимальный температурно-временной режим

При поверхностной закалке с применением индукционного нагрева обязательным условием технологического процесса является поддержание оптимального температурно-временного режима для получения требуемых свойств структуры металла. Процесс, который протекает в диапазоне температур от 700 до 1 100 °C, рекомендуется контролировать с помощью стационарного инфракрасного термометра и/или переносного пирометра.

Процессы закалки и отпуска металла с применением индукционного нагрева

Процессы закалки и отпуска металла с применением индукционного нагрева

При термообработке посредством закалки с применением индукционного нагрева деталь попадает в сильное переменное поле, вследствие чего нагревается и остывает в требуемой структуре. За счёт управления частотой имеется возможность локально регулировать глубину проникновения тепла в материал и таким способом обрабатывать отдельные участки детали. Требуемое структурное состояние металла зависит от оптимального температурно-временного режима. Поэтому необходимо постоянно контролировать температуру.

Измерение температуры на установке непрерывной разливки

Измерение температуры на установке непрерывной разливки

Вместе с ростом эффективности повышается и нагрузка установок непрерывного литья. Это требует широких мероприятий по контролю производственных процессов. Исходя из этого, реализованы некоторые решения, особенно в области измерения температуры: измерительная техника при более высокой точности стала более доступной, благодаря чему оправдывается её широкое применение. Вложенные эксплуатирующими оборудование организациями затраты окупаются, поскольку затратоёмкое прерывание процесса разливки можно предотвратить уже на начальной стадии и тем самым дополнительно повысить качество изделий.

Факты LRT. Не поддавайтесь обману – постам в Фейсбуке о том, что инфракрасные термометры вредят здоровью

Termometras

Термометр инфракрасного излучения редко кто хранит в своей аптечке, однако во время коронавирусной пандемии многие, вероятно, сталкивались с этими приборами при походе к врачу, в аэропорту и в других местах.

Подобные термометры незаменимы во время пандемии – они более удобны и гигиеничны, однако многих настораживает то, что температура якобы измеряется с помощью электромагнитного излучения. ФАКТЫ LRT выясняют, не опасно ли пользоваться этим прибором ежедневно, и насколько обоснован страх, что сигнал термометра направляется прямо в голову.

Боятся воздействия на детей

В социальных сетях подобные сообщения рассылаются от одного пользователя к другому, в них сквозит страх по поводу воздействия термометра на детей.

«В садиках каждый день воспитательницы направляют на ваших детей маленькие лазеры, инфракрасные лучи прямо в голову, под предлогом «измерения» температуры», — сообщается в посте.

Автор утверждает, что это – электромагнитные волны, и перечисляет целый ряд расстройств здоровья, которые якобы причиняют подобные приборы. И не только новые термометры, но и линии электропередач, телефоны, телевизоры, компьютеры. Все это, дескать, может повлечь и болезни кровеносной системы, и рак.

Читайте так же:
Каким клеем заклеить пластик

Этим постом активно делятся и члены групп – противников связи 5G. Они также обращают внимание на то, что при измерении температуры термометром инфракрасного излучения его сигнал направляется в голову – и это «облучение» наносит вред шишковидной железе головного мозга.

Internete platinama melaginga informacija apie temperatūros matuoklius

Действует не так, как вы, скорее всего, думали

На вопрос о воздействии такого термометра, специалисты обращают внимание на то, что он отнюдь не посылает излучение, а напротив – фиксирует лучи, посылаемые человеческим телом.

«Бесконтактные термометры сами не посылают никакого инфракрасного излучения, а только впитывают, измеряют», — поясняет лектор факультета математики и естественных наук Каунасского технологического университета д-р Бенас Габриэлюс Урбонавичюс.

По его словам, все тела, температура которых выше абсолютного нуля, излучают электромагнитные волны, энергия которых зависит от температуры тела. «Наши тела не являются исключением и тоже излучают электромагнитные волны, главным образом, в диапазоне инфракрасных лучей», — говорит ученый КТУ.

Именно это измеряет пирометр, находящийся в таком термометре. Он тоже не распространяет никаких электромагнитных волн – температура тела фокусируется в линзах, то есть в оптической системе, а пирометрический датчик преобразует излучение тела в электрический сигнал, прибор его обрабатывает и показывает нам цифры.

Termometras

Почему при измерении направляют в лоб?

По утверждению Б. Урбонавичюса, лазерная указка ничуть не опаснее той, что используется в игрушечных лазерах или в указках для конференций; она применяется для более точного измерения.

«Лазер, находящийся в пирометре, предназначен лишь для того, чтобы нацелиться на желаемую поверхность, объект. При увеличении расстояния до объекта, было бы трудно сказать, температура какого участка измеряется, поэтому точка лазера нужна как индикатор, но ее функция не связана с пирометрическим измерением.

Сам лазер обладает той же мощностью, что и лазерная указка, используемая во время лекции, или игрушка. По этой причине на пирометрах присутствует предупредительный знак о защите глаз – именно из-за лазерной указки, а не из-за самого пирометрического датчика, который излучения не распространяет», — поясняет он.

Lazeris

Ученый КТУ также рассказал, почему при измерении температуры термометр направляется на лоб.

В интернете распространяется информация о том, будто таким образом может быть нанесен вред шишковидной железе головного мозга, а некоторые даже утверждают, что с помощью таких действий систематически разрушают человеческий мозг и хотят «поджарить железу сознания». Этот дезинформационный мотив дошел до Литвы из зарубежных социальных сетей.

«Место измерения на человеческом теле должно быть как можно более ровным, чтобы минимизировать рассеяние [исходящего от тела] излучения и, соответственно, получить более точный результат измерения. По понятным практическим соображениям, лоб является легко доступным местом, поэтому измерения чаще всего проводятся в области лба или виска», — говорит он.

Ученый подчеркнул, что утверждения о воздействии электромагнитного излучения, тиражируемые в социальных сетях, являются ничем не обоснованным нагнетанием паники.

Infraraudonieji spinduliai įgreitina elektronus

ВЕРДИКТ

Распространяемая в социальных сетях информация о том, что от термометров инфракрасных лучей исходит электромагнитное излучение, неверна. Сам такой термометр не посылает лучи, а впитывает тепло человеческого тела – то есть действует прямо противоположным образом. В область лба он направляется из-за того, что таким образом измерение дает наиболее точный результат, так как следует измерять температуру на наиболее плоской поверхности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector