Инфракрасный градусник — что это, как работает?
Инфракрасный градусник — что это, как работает? Эти вопросы и много других относительно такого прибора интересуют большое количество людей, ведь подобного типа термометр появился в продаже сравнительно недавно. Несмотря на это, он быстро обрел популярность, ведь обладает большим количеством достоинств, главным из которых является безопасность. Однако все ли качества такого термометра положительные? Обо всех важных особенностях ИК-устройств для измерения температуры тела мы поговорим в данной статье.
к содержанию ↑Что такое инфракрасный градусник?
Совсем недавно появились новинки устройств в аптеках, которые могут измерять температуру человеческого тела при легком прикосновении или даже на небольшом расстоянии. Однако подобное новшество вызвало волну скептицизма и недоверия многих людей. Стоит ли подобным прибором пополнять свою домашнюю аптечку, или это деньги, выкинутые на ветер? Начнем с основ. Итак, что собой представляет инфракрасный термометр?
Исходя из названия, можно сделать вывод, что прибор способен улавливать инфракрасное излучение человеческого тела и преобразует его в температурные показатели. Излучение инфракрасного спектра — это электромагнитные волны, которые располагаются между микроволновым радиоизлучением и красной частью видимого спектра.
Важно! «Инфра» означает «под». Соответственно — спектр волн, который находится под красным.
Кожей человека подобные излучения воспринимаются в виде тепла. В зависимости от локализации измерения температуры, такие термометры могут быть следующих видов:
- Ушными;
- Лобными;
- Бесконтактными.
Достоинства инфракрасных градусников
Как и любое другое устройство, инфракрасный градусник имеет плюсы и минусы. В первую очередь рассмотрим его преимущества:
- По окончании измерения устройство издает звуковой сигнал, что очень удобно.
- Градусник обладает некоторой памятью, поэтому есть возможность просмотреть результаты нескольких последних измерений. Таким образом, легко можно контролировать динамику температуры.
- Безопасен в использовании. Это особенно актуально в семьях с детьми, ведь подобное устройство в сравнении с ртутным термометром не разбивается на мелкие кусочки при падении и не выделяет опасные пары.
Важно! Небольшие повреждения ИК-термометра также не несут в себе угрозы здоровью.
- Простота в использовании также является огромным достоинством, ведь даже ребенок сможет без проблем измерить себе температуру.
- К следующему измерению градусник готов сразу же после нажатия кнопки. Его не нужно встряхивать, как ртутный аналог.
- Измерение может быть произведено на одной из двух шкал – Цельсия или Фаренгейта, они легко переключаются между собой.
- Результат выводится на дисплей в виде отчетливых и понятных цифр.
- Благодаря достаточно большому размеру экрана, цифры хорошо видны будут даже людям с проблемным зрением.
- Некоторые модели имеют в своем функционале подсветку, что является удобной опцией при недостаточном освещении.
- После окончания процедуры измерения термометр автоматически выключается.
- Все модели имеют эргономичный дизайн и форму.
- Для соблюдения гигиены и простоты обеззараживания предмета в его комплект входят сменные наконечники.
- Существуют модели – пирометры, которые дают возможность производить измерения бесконтактным способом, особенно это удобно в ситуациях с маленькими детками или спящими людьми.
Важно! Бесконтактные модели позволяют измерять не только температуру тела человека, но и окружающих предметов, например, воды в детской ванночке для купания, детского питания, воздуха в детской комнате.
- Некоторые устройства обладают водонепроницаемым корпусом, что позволяет без боязни мыть его под водой и дезинфицировать, окуная в обеззараживающие жидкости.
- Прибор имеет специальный футляр в комплекте — он защитит его от ударов, пыли и солнечных лучей.
- Размеры термометра небольшие, поэтому проблем с поиском места для его хранения не возникнет. В любой аптечке — домашней или дорожной, найдется для него место.
Недостатки инфракрасных термометров
Как мы уже упоминали выше, ИК-градусники имеют не только плюсы, но и свои минусы. Рассмотрим их и разберемся, насколько существенными они являются:
- Устройства могут выдавать результат измерений с довольно-таки большой погрешностью. Такой недостаток особенно часто встречается у недорогих моделей и в случаях неправильной эксплуатации.
Важно! Иногда такая погрешность превышает 0,5 градуса.
- Температура тела может быть измерена только в определенных участках тела – виски, уши, лоб.
- В случае использования прибора для измерения в области наружного слухового прохода стоит учитывать, что при воспалительном процессе результат всегда будет недостоверным.
- Если неправильно использовать модель “для уха”, можно травмировать барабанную перепонку и ушную раковину.
- Если измерять температуру у плачущего или кричащего ребенка, то результат будет неправильным.
- Прибор требует постоянной регулярной проверки на правильность измерения. Проводятся подобные тесты в специализированном сервисном центре.
- Термометр нужно беречь от попадания прямых лучей от солнца.
- Так как устройство работает на батарейках, то требуется регулярная их замена.
- Стоимость таких современных градусников достаточно высокая.
Как выбрать хороший ИК-градусник?
Сегодня в аптеках и специализированных магазинах можно встретить достаточно большой ассортимент инфракрасных градусников разных производителей, это значительно усложняет выбор. Некоторые из них обладают большим количеством функций, а это не может не влиять на их цену. Относительно этого нужно сразу определиться с надобностью той или иной опции конкретно для вас. Выбрать хороший ИК-градусник помогут следующие рекомендации:
- Если вы планируете проводить измерения в большинстве случаев маленькому ребенку, то лучше отдать предпочтение бесконтактной или лобной модели в виде игрушки, которая предусматривает возможность измерять температуру и других объектов, например, жидкостей, воздуха, воды.
- Если есть проблемы со зрением, то выбирайте прибор с большим экраном, подсветкой и крупными цифрами.
- Если вы не любите разбираться в новшествах техники и испытываете некоторые проблемы с этим, то лучше выбрать термометр попроще, который не имеет дополнительных функций и управляется одной кнопкой.
- Если градусник планируется применять у большого количества людей, лучше остановить свой выбор на бесконтактном или водонепроницаемом приборе. Он будет самым гигиеничным вариантом.
Популярные производители
Некоторые производители инфракрасных термометров особенно известны и популярны. Их продукция надежная, поэтому пользуется большим спросом:
- AND DT. Производитель выпускает недорогую медицинскую технику. Разработки проводятся в Японии, а сборка – в Китае. Гарантия работоспособности товаров этой марки составляет один год.
- B-Well – английский бренд, который специализируется на выпуске инфракрасных и электронных термометров разной конфигурации. Гарантийный термин работы – 2 года. Для малышей есть интересные модели градусников в виде сосок.
- Sensitec – нидерландская фирма производит бесконтактные и контактные инфракрасные термометры, которые оснащены подсветкой и сигнализируют о повышенной температуре.
- Omron – известная японская компания, которая производит медтехнику, в том числе электронные и инфракрасные градусники. Ушные модели ИК устройств данного производителя станут идеальным вариантом для новорожденного.
Видеоматериал
Как видите, преимуществ инфракрасный термометр имеет куда больше, чем недостатков. А если выбрать качественную модель, которая подойдет вам по функционалу, то ее минусов можно и вовсе не увидеть на протяжении всего срока эксплуатации. Данное новшество в медицинской технике – большой прорыв в удобстве и практичности. Рекомендуем вам отказаться от опасного ртутного термометра и шагать на уровне со временем.
Поделиться в соц. сетях:
Дуть или не дуть, и другие опыты с инфракрасным термометром / Даджет corporate blog / Habr
Часть 1.Если станет “Бо-бо” при обработке царапинки йодом, мы начинаем дуть, чтобы охладить рану и уменьшить чувствительность кожи.
Если необходимо определить направление ветра, мы слюнявим палец и по охлаждающейся стороне решаем вопрос.
Если в поезде отсутствует холодильник – заворачиваем бутылку в мокрое полотенце и выставляем её за окно охладиться.
Если даже взятый с краю тарелки суп (об этом ниже) по-прежнему горяч, мы принимаем экстренные меры охлаждения, дуя на него.
На Geektimes был продемонстрирован эксперимент по охлаждению воды при дутье.
Там датчик температуры размещен в толще жидкости. Но при данном способе, охлаждение начинается именно с поверхности. Увидеть динамику процесса поможет инфракрасный термометр. Результат показан в заявке на Шнобелевскую премию (за достижения, которые заставляют сначала засмеяться, а потом — задуматься).
В начале фильма происходит сравнительно медленное естественное охлаждение с 63,7 до 62,4 градуса.
Затем начинается обдув ртом. Как говорил Амаяк Акопян: “Нужно обязательно дунуть! Если не дунуть — чуда не произойдёт”.
Дуем: за пять секунд температура чудесным образом снизилась с 62,4 до 43,4 градуса.
Не дуем: за счет смешивания с более горячими нижними слоями, температура поднялась до 56,3 градуса за пять секунд.
Общее охлаждение составило 6,1 градуса.
Второй раз дуем — не дуем. Соответствующие показатели: 56,3 — 39,4 — 51,8 градусов.
Охлаждение еще на 4,5 градуса.
Третий обдув: 51,8 — 37,9 — 47,7 градуса.
Охлаждение на 4,1 градуса.
За 42 секунды фильма жидкость охладилась на 16 градусов.
После “бури в ложке” легко представить, как происходит охлаждение поверхности морей и океанов, а также перемещение охлажденных масс при воздействии сильных ветров.
Теперь понятно, что испарение является одной из причин нашего охлаждения и замерзания, когда дует даже теплый ветер.
Принцип работы инфракрасного термометра достаточно прост – излучение от предмета изучения поступает на чувствительный элемент термометра через оптическую систему, подобно тому, как мы концентрируем солнечный свет при попытке зажечь бумагу при помощи линзы. Всё подчиняется законам оптики.
Сам прибор является пассивным — ничего не излучает, несмотря на угрожающий “пистолетный” корпус у некоторых моделей инфракрасных термометров (про лазер-целеуказатель речь пока не идет).
Для точного измерения температур, идеальный прибор помимо значения температуры(!), должен иметь информацию о материале объекта, в том числе, состоянии его поверхности (шероховатости, окислении, и т. д.), от которых зависит выбор правильного коэффициента излучения.
Логично, что прибор не может получить абсолютно точно всю эту информацию, поэтому говорить о высокой точности измерений не приходится.
Вот результат измерения температуры колбы ламп: накаливания, компактной люминесцентной и светодиодной.
Попытка приблизиться к истинному значению температуры осуществляется при помощи введения спектрального коэффициента излучения – отношение энергетической яркости реального излучателя к яркости абсолютно черного тела при той же температуре для данной длины волны.
В описаниях приборов излучательная способность (коэффициент излучения, коэффициент эмиссии, степень черноты) обозначается буквой ε (эпсилон в греческом алфавите) и определяется для разных материалов, температур и типов поверхности.
По сути, установка правильного коэффициента и является одним из залогов точного измерения температуры.
В имеющихся таблицах данный коэффициент как правило, имеет некоторый диапазон, так как невозможно абсолютно точно определить условия измерения, состав материала и его покрытия.
Как все непросто в этом вопросе, достаточно посмотреть на значения эпсилон для алюминия, железа или стали.
В некоторых приборах имеется возможность изменения коэффициента излучения, в других такой возможности нет – в них выставлено фиксированное значение 0,95. По таблице можно понять, для каких материалов подходит данный коэффициент, и ясно, что показания температуры для других поверхностей будут искажены.
Выходом из положения для приборов с фиксированным коэффициентом может послужить таблица пересчета показаний прибора. Необходимо умножить показания прибора на коэффициент в левом столбце таблицы коэффициентов излучения материалов. Возможно, я что-то и намудрил в формуле для вычисления левого столбца, но суть в том, что имея показания измерителя при ε = 0,95 и зная коэффициент излучения материала, можно определить его температуру.
Инфракрасный термометр поможет вычислить коэффициент излучения практически любого материала по следующей методике.
Сначала любым точным термометром определяют температуру поверхности объекта: Тэталона.
Затем производят измерение температуры поверхности материала при помощи инфракрасного пирометра: Тпирометра.
Имея значение Тэталона, Тпирометра и фиксированного ε = 0,95, можно определить значение коэффициента излучения испытуемого материала.
Одним из способов повышения точности измерения, связанный с коэффициентом излучения, является метод “наклейки”. На поверхность малоизлучающего материала (полированной хромированной детали) можно нанести краску или наклеить полоску тонкого материала с известным коэффициентом излучения, например – малярную ленту. За счет теплопроводности, полоска приобретает температуру измеряемого материала и излучает с бОльшим и самое главное – известным коэффициентом излучения.
При необходимости проведения частых измерений можно использовать данный метод, наклеив метки-полоски в необходимых для снятия температур местах.
Помимо знания коэффициентов излучения поверхности, для точного определения температуры необходимо обеспечение оптимальных условий измерения.
1. Выбор центра области измерения на объекте, имеющем различную температуру поверхности.
2. Определение размера поверхности, с которой происходит измерение температуры.
3. Подбор расстояние до объекта по характеристикам оптической системы термометра и безопасности работы.
4. Обеспечение стабильности температуры корпуса прибора (у гремучей змеи в этом плане все хорошо).
5. Отсутствие посторонней засветки или её учёт в результате измерения.
Приемник излучения инфракрасного термометра работает в той части электромагнитного излучения, где функционируют инфракрасные пульты дистанционного управления бытовой техникой. Влияние излучения инфракрасного светодиода на показания инфракрасного термометра показано в короткометражке “Пульт”.
Обратите внимание, что пульт находится в прозрачной пленке, а светодиод работает в режиме большой скважности. Тем не менее, явление имеет место и его можно использовать для проверки как пульта управления, так и инфракрасного термометра.
ИК-пульт управления проверяется многими способами, но термометра среди них ещё не было.
Так как инфракрасное излучение соблюдает законы оптики, то ему присуще явление отражения от поверхности, что показано в фильме “Отражение”. Термометр установлен под углом 45 градусов к поверхности. Излучаемое рукой тепло (ИК-излучение) отражается от бумаги и поступает в термометр, увеличивая его показания.
Оба эти фильма демонстрируют то, что при измерениях температуры необходимо учитывать фактор посторонней (паразитной) засветки, к примеру – при измерениях в солнечный день.
Измерения? Сравнительные измерения!
Хотя желание узнать точную температуру важно, в абсолютном большинстве случаев её точное значение не имеет большого значения.
На практике, гораздо информативнее являются результаты сравнения температуры в разных местах данного или других объектов. В этом заключается “конек” инфракрасного термометра и его старшего брата – тепловизора. Кстати, на базе пирометра, любители электроники, при помощи механической развертки изготавливают аналог тепловизора.
Использование температурных аномалий позволяет найти множество применений термометру.
Начнем с популярной технологии “теплый пол”, владельцы которого боятся пробить водяные трубки (или повредить электрический кабель) при сверлении пола.
Чтобы узнать местоположение трубок работающего пола, можно взять тепловизор и увидеть всю картину на экране.
Но можно обойтись и меньшими затратами, использовав инфракрасный термометр. Для демонстрации технологии, в целях одновременного наблюдения за точкой измерения на полу, линейкой и индикатором прибора, в фильме использован “пистолетный” термометр, но и с обозреваемым прибором результат будет аналогичным – местоположение определяется с легкостью!
Коль упомянут другой прибор, остановимся на их сравнении.
Картинка, где роль “пули” играет термометр МТ4004.
Различные модели пирометров могут оснащаться дополнительными аппаратными средствами и возможностью настройки режимов работы.
Инфракрасный термометр с желтым корпусом имеет подсветку шкалы и лазер для указания центра области измерения температур.
Поэтому, если вдруг обнаружите лазерное пятно на лбу соседа или своем, не надо сильно пугаться. Вполне возможно, что это работает не снайпер, а всего лишь ребенок, измеряющий температуру. Хотя его обязательно надо предупредить об опасности лазерного излучения.
Неправильно считать, что термометр измеряет температуру в точке, на которую указывает пятно лазера.
Во-первых, ось лазера конструктивно, и в результате неточной юстировки смещена от оси датчика термометра. В лучшем случае может существовать только одна точка пересечения этих двух прямых, расположенная на неизвестном расстоянии от прибора. Лазер можно использовать лишь для облегчения предварительного наведения на цель с последующим поиском наиболее горячей точки по показаниям на индикаторе.
Во-вторых, температура измеряется с области, образованной кругом, диаметр которого зависит от расстояния до измерителя. Эта зависимость определяется оптической системой, называется “field of vision” (поле зрения), ”оптическое разрешение” или “показатель визирования”, и выражается в виде отношения диаметра пятна, с которого измеряется излучение, к расстоянию до него – D:S. К примеру, для желтого термометра это соотношение равно 12:1, оно указывается в виде картинки на корпусе, из которой понятно, что на расстоянии 1,5 метра, диаметр измеряемого пятна составит 13,2 см.
Если измерить температуру мухи с данного расстояния, то ничего хорошего не получится, так как кроме мухи с длиной тела 8 мм в поле измерения термометра попадет тепловое излучение с огромной (по сравнению с размером мухи) площади поверхности, окружающей данное насекомое.
Соотношение D:S у различных термометров простирается вплоть до 400:1 (наверное бывает и выше), что позволяет на удалении 28 метров измерить излучение от пятна диаметром 8 см.
Чтобы владельцы не путали расстояние с диаметром, в инфракрасном термометре MT4004 все элементарно просто: D:S=1:1. На расстоянии 1 метр определяется излучение с диаметра 1 метр, на 1 см – 1 см.
При измерениях, диаметр пятна должен как минимум – вписываться в размер объекта.
То есть, это термометр ближнего радиуса действия. На небольших расстояниях применение лазера нецелесообразно, поэтому он отсутствует в данном термометре, что положительно сказывается на размерах и электрическом потреблении.
Таким прибором легко измерить “среднюю температуру по больнице”. Для этого надо подойти к больнице на такое расстояние, чтобы она полностью поместилась в круг измерения. Но такая температура имеет минимальное количество полезной информации. Гораздо важнее локальные измерения. К примеру, электрики могут обнаружить перегретый контакт в щитовой, розетке или выключателе, быстро “пробежаться” по автоматам, чтобы определить самую нагруженную линию без вскрытия щитка и применения измерителей тока. Для теплотехников этот прибор по определению является кладезем информации.
Теперь о цветках и пчёлках с “тепловой” версией поиска.
Обращали внимание, что цветы в раскрытом виде чем-то похожи на компакт-параболики или фазированную антенную решётку? Они также ловят сигнал (солнечное тепло) и транслируют его своим почитателям – пчелкам/бабочкам в виде теплового луча.
Если измерить температуру цветка, то можно обнаружить интересный эффект, что показания прибора несколько выше, чем температура листьев. Улавливая тепловые аномалии, насекомые быстрее находят цветок (а может принимают в нём солнечные ванны?) – чем не версия?
Одним специалистом также была высказана версия, что листья холоднее из-за происходящего на них испарения жидкости.
На фотографиях показана разница температур цветка и листа для одуванчика. Другие растения приведены в фотоальбоме, ссылка на который имеется в конце статьи.
Интересно, что для увядших тюльпанов такой разницы в температурах нет. По всей видимости, изменяется структура поверхности лепестков или уменьшается испарение с листьев.
Прибор позволяет с легкостью (если не считать 10 минут ожидания, когда объект устанет от непрерывного полета) измерить температуру осы. Главное в этом деле – не бояться. Для сравнения, температура рамы и стекла составляла примерно 26 градусов.
После съёмок насекомое было отпущено на свежий воздух.
Кстати, о воздухе.
Интересным фактом является то, что инфракрасный термометр радиационного типа позволяет измерять температуру объекта через воздух, имеющий высокую температуру (даже через огонь).
Это продемонстрировано в фильме “Инфракрасный термометр и воздух 650 градусов”, где дует специальный инструмент.
При отсутствии фена, термометр показывал температуру экрана монитора 26,4 градусов. После того, как между объектом съёмки и термометром была направлена струя разогретого до 650 градусов воздуха, температура практически не изменилась (незначительное увеличение вызвано попаданием сопла в видимую прибором область).
Хотя, как было показано в предыдущем фильме, влияние воздуха на показания прибора незначительно, интересные результаты получаются именно при измерении температуры воздуха.
Очень много воздуха над нами. Вот так холодно наверху, в то время, когда температура травы под прибором составляет +21,3 градуса.
Температура “неба” зависит от времени года и суток, состояния атмосферы, наличия туч и облаков, количества водяного пара, взвешенных в воздухе пылинок и т. д.
К примеру, при затягивании неба облаками, температура переходит из отрицательной области в положительную.
Результаты измерений в первые дни июня. Диапазон изменения температуры “там” (брови наверх) значителен даже летом.
Инфракрасным термометром можно измерить температуру со стороны Солнца, определить местоположение и границы облаков, даже небольших.
Вот такое видео “Температура неба и тучи”, из которой через пару минут начался сильный дождь.
А так выглядит температура неба и облака на gif-ке.
Наверняка многие люди наблюдали, что при наличии облаков в зимнее или ночное время температура воздуха выше, чем без них. Одна из причин в том, что облака блокируют тепловое излучение от поверхности земли и отражают его обратно. Но если днем небо затянуто тучами (препятствующими Солнцу нагреть землю), а ночью тучи расходятся (увеличивая тепловое излучение в космос), и так продолжается несколько дней, то температура заметно снижается. Таким образом, данный способ измерения позволяет получить много интересной информации для прогноза погоды, оценки радиационного выхолаживания, загрязненности атмосферы, величины и типа облачности.
Инфракрасная съемка поверхности планеты, в том числе и облаков, проводится с космического спутника NOFF-16. Но не менее интересные данные могут быть получены при измерении температуры облаков и с поверхности планеты. Как раз в этом случае, “средняя температура по больнице” будет полезна.
Только не надо измерять температуру неба с включенным лазерным целеуказателем, когда там пролетает самолет, чтобы не превратиться из исследователя в хулигана.
Исследовать на нагрев летящие самолеты также не нужно, все придумано до нас.
Займемся более приземленным и массовым продуктом – автомобилем.
Из автомобиля можно на скорости производить измерение температуры неба или дорожного полотна, но гораздо интереснее исследовать сам автомобиль, в котором имеется много нагревающихся элементов. Электромобили уменьшают их количество, но то, что мы будем измерять, имеется даже у них.
Речь идет о колесах.
Колеса разогреваются в результате трения о дорожное покрытие, об ось вращения и при работе тормозной системы. При движении они вращаются и охлаждаются. В итоге возникает некое тепловое равновесие.
Но иногда, в этой сбалансированной системе что-то нарушается, происходит перегрев с последующим взрывом покрышки, разрушением узла, блокировкой или отказом тормозов. Последствия легко представить, и они могут привести к человеческим жертвам.
Если в поисковой системе произвести поиск по словам “авария из-за лопнувшего колеса” или посмотреть видео на тему “лопнувшее колесо”, то можно встретить ситуацию со счастливым концом, но иногда, все заканчивается не столь радужно.
Одной из причин взрыва шин является перегрев колес. Можно ли предупредить водителя о начале возникновения аварийной ситуации? С этой целью необходимо производить измерение температуры колес автомобиля, как это реализовано в болидах “Формулы-1”.
В идеале измеритель должен быть встроен в каждый автомобиль будущего, но для уже выпущенных машин это невозможно.
Водители старшего поколения проверяют перегрев колеса рукой при остановках, но сейчас эта привычка встречается достаточно редко. На помощь может придти инфракрасный термометр, измеряющий температуру на расстоянии.
Вот результат измерения инфракрасным термометром только что остановившегося автомобиля.
После 15-минутной поездки по городу наблюдаются различия в температурах колес. То, что передние нагрелись сильнее задних, это логично, но разница температур между передними, заставляет задуматься. Причиной может быть какая-либо неисправность, причем не только в правом, но и левом колесе. Таким образом, при помощи инфракрасного термометра можно проверять ходовую и тормозную системы автомобиля.
Преимуществом раннего обнаружения неисправности, помимо увеличения безопасности и снижения аварийности, являются экономия топлива и увеличение срока службы деталей, что не идёт ни в какое сравнение со стоимостью инфракрасного термометра.
В настоящее время, помимо измерения скорости, при движении автомобиля можно произвести его взвешивание, определить содержание паров алкоголя в салоне.
Для обнаружения разогревшихся колес при движении автомобиля, можно разработать и внедрить систему автоматического измерения температуры на расстоянии.
Устройство можно реализовать на базе тепловизора или пирометра. К примеру, установить линейку из нескольких пирометров по высоте с каждой стороны дороги, по которой проезжает автомобиль (аналог ПЗС матрицы в сканерах). Механическая развертка осуществляется в результате перемещения автомобиля.
При реализации идеи возникнут различные инженерные задачи, к примеру — исключить влияние солнечного нагрева, снега и дождя. Но в любом случае, температура колес будет интересной информацией для водителя.
Все мы были маленькими, и помним, что если каша слишком горячая, то лучше зачерпнуть её ложкой с краю тарелки.
И вот эти чувства получили экспериментальное подтверждение.
Считается, что инфракрасный термометр измеряет температуру верхнего слоя материала, толщиной в несколько микрон. А если толщина будет меньше, например – графен?
Из других интересных опытов намечались:
1. Определение температуры теплых и холодных цветов на экране ЖК-монитора. По идее, температура для различных цветов должна отличаться, так как в их формировании участвует различное количество включенных светодиодов RGB-подсветки.
2. Магнитный разогрев золотого кольца до температуры его расплавления 🙂
В самой бесполезной в мире установке для остановки золотых колец, при вращении немагнитного кольца в магнитном поле происходит их некое взаимодействие (которое легко объясняется), показанное в фильме “Властелин кольца”.
Логично предположить, что если вместо нитки использовать стержень от пластиковой авторучки, который закреплен в быстровращающемся патроне электродрели, то произойдет разогрев кольца, который можно зафиксировать инфракрасным термометром. Но, скорее всего, при вращении кольцо работало как лопасти вентилятора, охлаждалось, и увеличение температуры заметить не удалось, поэтому кольцо осталось в целости и сохранности. Как говорится – миф разрушен… хотя можно провести другой опыт: вращать магнит, помещенный для исключения ветра в тонкую пластиковую оболочку рядом с этим же кольцом.
Где прибор чувствует себя “как рыба в воде”?
Принцип измерения температуры на расстоянии позволяет производить измерения в условиях, когда к объекту измерения невозможно или опасно подойти: мартеновские печи, высоковольтные устройства, движущиеся или вращающиеся механизмы, агрессивные среды, мощное электромагнитное поле и т. п.
Для проведении измерения температуры нет необходимости прерывать процесс, отсутствует влияние прибора на измеряемую среду.
Отсутствие инертности датчика способствует практически мгновенному получение результата, что ускоряет скорострельность прибора и позволяет наблюдать быстротекущие процессы.
Огромный объём полезной информации получается не при определении значения температуры, а при сравнительном анализе температур или динамики её изменения в различных точках как предмета измерения, так и его окружения.
Преимущества
1. Малогабаритный прибор удобен в ношении и эксплуатации.
2. Простота использования.
3. Стильный металлический корпус.
4. Возможность закрепления на кармане, исключающая случайное выпадение и потерю прибора.
5. Выбор единицы измерения температуры.
Недостатки
Любым инфракрасным радиационным термометром, в том числе и тепловизором, трудно определить точную температуру, так как необходимо владение определенными знаниями и соблюдение правильной методики измерений:
— знание точного! коэффициента излучения материала и его поверхности при данной температуре;
— необходимость коррекции коэффициента излучения (на что тратится определенное время) при смене объекта измерения для “продвинутых” моделей;
— необходимость вычисления температуры объектов с коэффициентом излучения отличным от 0,95 для термометров, в которых отсутствует возможность корректировки данного коэффициента;
— запоминание характеристик оптической системы конкретной модели инфракрасного термометра, и соответственно – правильный выбор диаметра измеряемого пятна и расстояние до объекта;
— исключение боковой засветки от окружающих объектов или учет её влияние на результат измерения;
— правильная настройка и выбор различных режимов работы.
Несоблюдение данных условий приводит к искажению результата измерения температуры.
К недостаткам конкретно этой модели термометра можно отнести:
1. Маленький размер и возможность легко его потерять.
2. Боковое расположение индикатора.
3. Возможность самопроизвольного нажатие кнопки при нахождении в тесном кармане.
Выходом из положения является крепление к карману при помощи имеющегося зажима. Тогда прибор станет карманным для людей многих специальностей.
4. Ошибка в инструкции прибора, где указано время измерения 1 секунда. В моем экземпляре измерения происходили два раза в секунду. Это может быть связано с изменением прошивки устройства.
Заключение
Несколько примеров практического использования инфракрасного термометра показано в фотоальбоме “Инфракрасный термометр”. Они показывают, что помимо автовладельцев, прибор должен стать карманным другом электрикам, механикам, теплотехникам и работникам ЖКХ для профилактики, наладки и определения различных неисправностей оборудования.
В общем, тема измерений инфракрасным термометром неисчерпаема, как атом, и продолжать можно бесконечно долго.
После съемок фильмов “Пульт” и “Отражение”, в которых принимала участие дочь, по привычке положил прибор в карман ушел придумывать другие эксперименты. Через некоторое время получил говорящее сообщение по электронной почте: “Ты мой прибор случайно унес, видимо”.
Так что, этот термометр однозначно понравился и нашел своего хозяина.
О судьбе других инфракрасных термометров можно позаботиться по ссылке.
Вопрос на внимательность. В каком месте обзора присутствует фрагмент фильма “Ирония судьбы, или с легким паром!”?
Применение инфракрасных термометров
Инфракрасные термометры используются для контроля температуры в разных областях техники, в том числе и в электротехнике. Это бесконтактные приборы, которые позволяют быстро определять температуру различных узлов, соединений и вообще любых поверхностей. В отличие от контактных измерителей температуры, ИК пирометры более удобны, позволяют проводить работу намного быстрее, с их помощью можно контролировать параметры оборудования в труднодоступных местах.
С помощью этих приборов можно выяснить, где происходит перегрев с потерей электроэнергии, например, на клеммах, в узлах подключения, сопротивлениях, УЗО. С помощью сканирования трансформаторов можно выявлять дефекты обмотки. На двигателях и генераторах в процессе износа подшипников изменяется их температура, что также можно зафиксировать с помощью ИК пирометра. В результате повышенной температуры может преждевременно выходить из строя изоляция токоведущих элементов, что нередко ведёт к короткому замыканию либо травмированию людей.
Есть два принципиально отличных метода бесконтактного измерения температуры: цветовая пирометрия и радиационная (яркостная).
Во всех приборах бесконтактного измерения температуры ключевую роль играет датчик излучения, который улавливает тепловую энергию, исходящую от нагретого тела. Первоначально в 20-м веке использовались пирометры с исчезающей нитью (цветовые), в которых точность измерения обуславливалась чувствительностью человеческого глаза. Впоследствии они практически были вытеснены радиационными пирометрами. В основе действия радиационных пирометров лежит тот факт, что интенсивность излучения предметов, вне зависимости от материала из которого он изготовлен, одинаковая при любой температуре. Для проведения замеров в электротехнике именно радиационные термометры подходят больше всего, поскольку они позволяют измерять температуры ниже 300 °С. К недостаткам относят зависимость результатов от излучающей способности тел.
Другой видом подобных приборов являются пирометры спектрального отношения (цветовые). Они отличаются наличием нескольких датчиков излучения (не меньше двух), которые работают в разных диапазонах длин волн. Принцип действия основан на том, что отношение интенсивности излучения разных цветовых спектрах – величина постоянная для каждой отдельной температуры. Подходят для измерения температуры тел, нагретых свыше 600 °С. Благодаря наличию нескольких датчиков, такие факторы, как расстояние до объекта измерения, запылённость, загазованность воздуха на точность измерения не влияют.
Современные инфракрасные термометры различаются по набору функций и возможностям (диапазон измеряемых температур, расстояние измерения, чувствительность, точность). Некоторые модели имеют лазерный целеуказатель, либо оптический, что повышает скорость и точность выполнения замеров. Тепловизоры позволяют сканировать поверхности и выводить оператору картину температурного распределения.
БЕСКОНТАКТНЫЙ ГРАДУСНИК
Почти год пользовался обычным электронным градусником, и не смотря на многие его достоинства, всё-таки сделал вывод о недостаточном удобстве такого прибора. Особенно при замере температуры у грудного ребёнка, который постоянно крутится и не даёт выдержать положенные пару минут, для чёткого определения температуры. Тут нужно действовать быстро. Поэтому вспомнив о китайском сайте Дилэкстрим, торгующем всякими электронными девайсами, в том числе и для таких целей, заказал за 20 долларов бесконтактный градусник. Размер его примерно как у толстого маркера.
Конечно сначала предполагал выйти и купить в ближайшей аптеке, чтоб не ждать месяц доставки, но обойдя все 5 центральных только в одной мне сказали «такого нету». В остальных смотрели и не понимали что я от них хочу и как такое устройство вообще может существовать в природе 🙂 Даже участковый педиатр увидев его посоветовала перейти на обычный ртутный стеклянный — мало ли что… Так и хочется процитировать Джея: Это пульс, а это палец — далеко от пульса, глубоко в заднице.
Итак, вернёмся на остриё технического прогресса. Бесконтактный термометр работает по принципу улавливания инфракрасного излучения тела. Прибор через линзы фокусирует энергию инфракрасного излучения объекта на датчик. Далее температура поверхности объекта преобразуется в электрический сигнал, который вычисляет микроконтроллер и отображает полученное значение температуры на дисплее.
Для измерения температуры объекта надо включить термометр (нажав на одну единственную на корпусе кнопку), подождать пока за 5 секунд он перейдёт в рабочий режим, и просто направьте на тело градусник и ещё раз кратковременно нажмите кнопку. На ЖК-дисплее сохранится показание результата измерения примерно на 10 секунд — до автовыключения прибора. Более подробно о принципе действия таких устройств читайте тут.
При снижении напряжения батареи ниже уровня необходимого для нормальной работы градусника на дисплее появится символ батареи. Это означает необходимость замены её на новую.
Возможности устройства
- Быстрое, точное и бесконтактное измерение температуры тела на расстоянии до 3 см.
- Бесконтактное измерение температуры других предметов: детского молока в бутылке, воды в ванной перед купанием ребенка, разных жидкостей, воздуха в помещении — от 0°С до 100°С.
- Подходит для массового измерения температуры в больницах, школах и коллективах благодаря гигиеничности и скорости бесконтактного метода измерения.
- Быстрое измерение — всего за пару секунд.
- Изменение фонового цвета дисплея с зеленого на ярко красный и появление звукового сигнала при обнаружении повышенной температуры.
- Цена такого электронного градусника — примерно 800р.
Ради интереса разобрал его, чтоб взглянуть на схему. Думаю многие любят изучать работу новых, интересных девайсов 🙂
Внутри всё просто — микросхема ИК-датчика, преобразующая сигнал в цифровой вид, и контроллер ЖК дисплея.
Батарейка круглая литиевая — на 3 вольта. Работает уже почти год при слава Богу редком использовании 🙂 До сих пор не села, что говорит о хорошей экономичности.
Подводя итог можно сказать, что прогресс в данном случае оказался на высоте — все остальные термометры можно сгребать в одну кучу и смело прятать в диван или сарай. Один раз использовав такое устройство, на обычный градусник переходить уже не захочется. А для точного измерения температуры шустрых и непоседливых детей — альтернативы нет вообще.
Форум по медтехнике
Обсудить статью БЕСКОНТАКТНЫЙ ГРАДУСНИК
Инфракрасные термометры. Достоинства и недостатки.
С приходом холодов, а так же с общим возрастанием простудных заболеваний, одним из самых востребованных приборов в доме становится термометр. Ведь одним из главных показателей здоровья и хорошего состояния человека является его температура. Поэтому градусник является незаменимым атрибутом любой аптечки. Особенно, когда в доме есть маленький ребенок. За последние годы большую популярность приобретают инфракрасные градусники. Что они собой представляют и как ими пользоваться? В чем преимущества инфракрасных градусников? Измерение температуры тела при помощи такого градусника осуществляется за счет специального чувствительного элемента, который реагирует на инфракрасное излучение тела и считывает с него информацию. Результаты измерения отображаются на жидкокристаллическом дисплее. Особенность данных термометров в том, что они не вступают в контакт с организмом человека. Даже самым маленьким детям с легкостью измеряют температуру во время сна, что облегчает и значительно ускоряет эту процедуру. Также не создается стрессовых ситуаций. Прибор безопасен для окружающей среды и для людей. В его составе нет ртути или стекла, так как они не нужны для работы устройства. С помощью бесконтактного термометра появляется возможность узнать не только температуру тела, но и измерить данный параметр воздуха или воды. Виды инфракрасных термометров
- Ушной. Исходя из названия ушного уже понятно, что он предназначен для измерения температуры тела через слуховой проход. Приобретая такой градусник, следует обратить внимание, чтобы в комплекте с ним шли мягкие одноразовые насадки. Некоторые производители укомплектовывают свои изделия сразу целым набором таких дополнений. Они не только обеспечивают защиту мембраны измерительного наконечника, но также предотвращают повреждения барабанных перепонок детей и взрослых.
- Лобный. Лобная модель позволяет произвести нужное измерение, лишь слегка прикоснувшись к коже на лбу или висках. Сразу после этого на дисплее должны появиться показания.
- Бесконтактный. Такой прибор определяет температуру на некотором расстоянии от кожи.
- Измерение температуры осуществляется очень быстро. Термометру понадобится всего несколько секунд, чтобы продемонстрировать результат;
- Легкость применения. Прочитав инструкцию к прибору, любой потребитель быстро поймет, как выполняется измерение;
- В устройстве нередко присутствуют дополнительные функции, например, запоминание последнего определения температуры, индикация заряда батарейки, автоматическое отключение, звуковой сигнал, подсветка экрана и другие;
- Прибор зачастую упакован в удобный футляр и работает от батареек;
- В наборе с таким градусником идут съемные наконечники. Их очень легко отделить, чтобы, например, промыть и продезинфицировать. Также можно приобретать дополнительные аксессуары;
- Удобно, что подобные термометры являются бесконтактными, поэтому с их помощью можно легко измерить температуру тела даже у самых маленьких детей, пока они спят. При этом малыш не проснется и даже ничего не почувствует;
- В составе отсутствует ртуть и стекло, поэтому устройство можно назвать максимально безопасным;
- Так как такой градусник бесконтактный, то с его помощью можно измерять не только температуру тела, но также воды, воздуха и т.д.
- Лобный и ушной виды инфракрасных термометров следует использовать лишь в тех местах, для которых они предназначены.
- Результаты, определяемые инфракрасным термометром, имеют погрешности в 0,1-1 градуса. Для более точного измерения прибор следует настраивать с использованием обычного ртутного градусника. Кроме того, рекомендуется выполнять измерения в одном и том же месте.
- Перед повторным измерением температуры требуется немного подождать. Если перепроверять результат до выключения термометра, данные будут неверными.
- Во время измерения нельзя двигаться, так как любые перемещения будут сказываться на результатах.
- Результаты измерения будут неверными при перепаде температур, что крайне важно, если вы только искупали ребенка или раздели после прогулки. До использования термометра следует подождать 30 минут.
- Ушной градусник при отите будет показывать неверную температуру.
- При использовании ушного термометра существует риск травмы уха у ребенка.
- Стоимость градусников такого типа достаточно высокая.
- Оmron Gentle Temp 510 – ушной термометр, способный мгновенно измерить температуру за 1 секунду или выполнять измерение в течение 10 секунд у грудничка, чтобы исключить неправильное расположение в ухе ребенка. Градусником легко управлять одной кнопкой. В комплектации к устройству есть 10 сменных колпачков и футляр для хранения.
Для чего нужен пирометр инфракрасный
Пирометр, как прибор для измерения температуры известен давно, изначально замер производился по цвету раскаленного материала и сравнивался с эталонным рисунком. Развитие современных технологий позволило создать новые аппараты – инфракрасные. Пирометр инфракрасный является прибором, позволяющим бесконтактным и не разрушающим способом измерять температуру различных сред и тел. Принцип работы аппарата заключается в использовании электронного термометра, который принимает инфракрасное излучение и преобразует его в электрический сигнал.
Этот принцип позволяет получать более точные измерения довольно просто и быстро. В технической литературе такой прибор часто называют инфракрасным термометром. Его изобретение в конце ушедшего столетия позволило успешно заменить датчики температуры и термометры, которые по ряду причин невозможно использовать в технологических процессах. С выпуском инфракрасных пирометров стал возможным температурный контроль в раскаленных и опасных зонах, в труднодоступных местах и движущихся телах.
Инфракрасные пирометры выпускают двух типов: стационарные и портативные (переносные). Их применение гарантирует безопасный мониторинг технологических процессов и возможность получить точные и объективные данные. Область применения аппаратов обширна. Их используют при измерении температуры твердой поверхности, жидкости и газообразного вещества в разных сферах и областях. Для визуального просмотра и обобщения, данных все сведения можно вывести на компьютер.
Замер температуры в средах опасных для здоровья, в недоступных местах, диагностика оборудования, поиск горячих и холодных точек на объекте – вот далеко не полный перечень возможных работ с помощью такого прибора. Сегодня трудно представить работу промышленных и энергетических объектов, жилищно-коммунального хозяйства и даже торговли без применения инфракрасных пирометров.
Применение инфракрасных пирометров имеет преимущество перед другими приборами в возможности проводить измерения без сбоя технологического процесса и остановки производства. Моментальные измерения температуры работающего оборудования и его своевременная профилактика способствуют повышению производительности труда. Использование такой аппаратуры даже с точки зрения безопасности очевидна, ведь дистанционно измеряя температуру человек уже не боится получить ожог или травму. Многие приборы для удобства в работе комплектуются лазерным указателем.
что это, преимущества, недостатки и модели
Температура тела является существенным показателем состояния здоровья. Есть приборы, позволяющие измерять температуру бесконтактным способом. Один из них – это цифровой инфракрасный термометр.
Особенности устройства
ИК-термометр – это прибор, которым можно дистанционно измерять температуру любой поверхности. Если с ним обращаться правильно, то он показывает высокую точность. В домашних условиях устройство отлично подходит для замера температуры спящего малыша, при этом, не контактируя с его телом. В промышленности цифровой инфракрасный термометр применяют, чтобы определить температурные показатели предметов, которые находятся в опасной среде или под напряжением.
Разновидности
Они классифицируются по способу измерения. Бывают ушные термометры, которые выделяются высокой точностью, однако требуют от пользователя наличия некоторых навыков. При их использовании следует оттянуть ушную раковину. Запрещается пользоваться этим устройством при воспалении среднего уха, а также тогда, когда ребенок кричит.
Есть лобный прибор, который дает показания после того, как его наконечником касаются кожи в лобной или височной зоне. Существует бесконтактный цифровой инфракрасный термометр, который по форме напоминает пистолет.
Преимущества и недостатки
Удобство в применении является одним из плюсов этих измерителей температур. К другим достоинствам относится:
- абсолютная безопасность;
- простота в использовании;
- мгновенное измерение;
- возможность определения температуры в широком диапазоне.
Показатели на инфракрасном градуснике отображаются на большом дисплее. Звуковыми сигналами устройство сообщает об окончании измерения и повышении температуры. Дисплей имеет подсветку, поэтому результат виден и ночью.
Есть у этих приборов и недостатки, одним из них является высокая стоимость. Также отмечается, что такие градусники, в отличие от обычных ртутных, отличаются меньшей точностью. Поэтому рекомендуется применять усредненную величину. К тому же, большая погрешность в показаниях получается при измерении потного тела или после приема горячей еды.
Инструкция по эксплуатации
В инструкции подробно описан алгоритм действий. Для того чтобы получить тонные данные, нельзя цифровой инфракрасный термометр ронять, ударять. Следует следить за тем, чтобы батарейки были заряжены. Нужно вытирать датчик и жидкокристаллический дисплей салфеткой, смоченной спиртом.
Перед замером бесконтактным инфракрасным градусником кожу необходимо насухо протереть. Чтобы прибор при неоднократном измерении не перегрелся, после четвертого раза надо сделать 10-минутный перерыв. Для определения погрешности надо замерить температуру при хорошем самочувствии и сравнить ее с нормой — 36,6 градуса. Отклонение, которое получится, можно применять для уточнения результата при дальнейшем использовании.
GM550 с лазерной указкой
Этот цифровой инфракрасный лазерный термометр предназначен для бесконтактного измерения температуры в пределах от -50 до +550°С. На задней части имеется дисплей с подсветкой, куда выводится замеряемая температура. Вокруг него расположены 3 кнопки:
- включение/выключение подсветки;
- переключение отображенной температуры в градусах и фаренгейтах;
- включение и отключение целеуказателя лазерного типа.
Этот градусник сделан из прочного пластика. Корпус имеет форму пистолета, собран качественно, держать его в руке очень удобно. Кнопкой включения является спусковой крючок. В нижней части рукоятки есть откос, благодаря которому пирометр может стоять горизонтально и вертикально.
DT-635 цифровой инфракрасный
Цифровой инфракрасный термометр Dt 635 является универсальным. Им можно измерять температуру тела в ухе, на лбу, а также воздуха и жидкости. Прибор может снимать показатели в диапазоне от 0 до 50 градусов. Они появляются спустя 1 секунду, максимальная погрешность — примерно 0,1 градуса. В приборе есть память, благодаря которой можно просматривать результаты последних измерений. Кроме этого в нем имеется:
- комнатный термометр;
- часы;
- сигнализация, которая при помощи звука предупреждает о высокой температуре.
Также в этом градуснике предусмотрено автоматическое отключение. Корпус выполнен из прочного материала, способного выносить удары при падении. У него нет недостатков. Удобное применение позволяет получить предельно точные показатели.
СЕМ DT-8806S 482117 – высокое качество
Эта модель цифрового инфракрасного термометра может использоваться для бесконтактного измерения температуры:
- тела;
- воды;
- пищи;
- всевозможных поверхностей.
Она отличается наличием прочного по отношению к ударам корпуса, способного выдержать падение с высоты человеческого роста. Прибор работает в режиме Body от 32 до 43 градусов и режиме Surface от 0 до 60 градусов. Пользователь может устанавливать звуковой сигнал на превышение определенного температурного предела. Устройство работает от 2 батареек. Если простой продолжается 7 секунд, то оно само выключится. Жидкокристаллический экран имеет встроенную подсветку. Панель управления с кнопками находится сбоку. Кроме этих цифровых инфракрасных термометров есть еще и ряд других моделей.
