UNI-T UT300С.Обзор портативного инфракрасного пирометра.

Введение.

Пирометр – прибор для дистанционного измерения температуры.

На данный момент существует много разных видов и конструкций пирометров, как стационарных, так и портативных. В этой статье речь пойдет как раз о портативном инфракрасном пирометре от компании UNI-T, одного из ведущих китайских производителей измерительного и тестирующего оборудования.


UNI-T UT300С – хорошо собранный, компактный пирометр, выполненный в пластиковом корпусе, приятном на ощупь и отлично лежащим в руке. В таком же корпусе выполнена вся линейка UT300, представители которой отличаются расположением индикаторов на дисплее, оптическим разрешением, диапазоном измеряемых температур и некоторыми незначительными особенностями. На официальном сайте UNI-T для модели UT300С заявлены следующие характеристики:

Некоторые характеристики требуют пояснений или дополнений. Мы вернемся к ним при тестировании и более детальном изучении пирометра.

Внешний вид, управление.

Корпус устройства сделан в форме пистолета, как и у большинства портативных пирометров. Ручка с выемками для пальцев служит также вместилищем для батареи. На правой и левой стороне указаны характеристики прибора, модель, производитель и правильная схема использования.

ИК-приемник с пластиковой линзой. Над ним установлен лазерный указатель красного цвета.

Большая красная кнопка (курок) отвечает за включение пирометра (одиночное секундное нажатие) и перевода его в режим сканирования (удержание).

При включении пирометра загорается дисплей и подсветка, выводиться последняя измеряемая температура. (Все настройки и данные при выключении сохраняются).

При следующем нажатии индикатор «HOLD» исчезает, пирометр переходит в режим сканирования «SCAN». Загорается лазерный указатель.

На передней панели разместились еще три кнопки: “SET”, “MAX MIN”(”▼”) и “☼☢”(”▲”).
Кнопка “SET” отвечает за настройку параметров, “MAX MIN” за переключения между режимами измерения, а “☼☢” включает и выключает подсветку дисплея(однократное нажатие) и лазерный указатель(удержание). При нажатии кнопки “SET” начинает мигать индикатор, отвечающий за один из параметров. Подальшим нажатием кнопки, мы выбираем, какой именно параметр хотим изменить и меняем его значение, используя две последние кнопки: “▼” и “▲”.

Для сохранения настроек нужно дождаться автоотключения. Устройство отключается автоматически, если в течении восьми секунд не будет нажата ни одна кнопка.

Индикаторы и параметры.

Каждый индикатор на дисплее отвечает за определенное состояние прибора, или за определенное значение параметра. В данной модели мы можем увидеть такие индикаторы:

1. Коэффициент излучения.
По умолчанию этот параметр установлен на 0,95. Позже я расскажу подробнее о том, что такое коэффициент излучения и как правильно применять данную настройку.
2. Лазер.
3. Режим «SCAN».
4. Режим «HOLD».
5. Режим "MAX/MIN".
При работе в этих режимах выводиться соответственно максимальная и минимальная температура пятна измерения. Это помогает найти холодную и горячую точку на пятне, более точно измерить маленькие холодные или горячие предметы. К режимам "MAX/MIN" мы вернемся в графе Использование.
6. Уровень заряда батареи.
Загорается, если батарея близка к полной разрядке. Так, как пирометр потребляет очень мало электроэнергии, то его можно использовать в течении длительного времени.
7. Подсветка экрана.
8. Фаренгейт/Цельсий.
9. Настройка ограничивающего диапазона, сигнализация, звук.
Выбрав «HIGH» и «LOW» можно настроить пределы температуры. Если измеряемая температура будет больше или меньше предела, включается сигнализация и пирометр начинает пищать. Звуковой сигнал можно, при необходимости, отключить.

Использование, метрология.

Глава, посвященная метрологии, должна начинаться измерениями. В первом же проведенном измерении было замечено несоответствие. Вес, указанный на сайте производителя (185г), не сходился с моими личными наблюдениями (177г). Это заставило меня проверить все тщательнее, и оказалось, что минимальная температура измерения, указанная на корпусе прибора не -18 °C, а — 20° C, а класс лазера указан не второй, а первый. Погрешность, конечно, очень маленькая, а лазер не играет никакой особой роли, поэтому я не сильно смутился и, списав все на производственную ошибку, или ошибку на сайте производителя, продолжил работу.

Проводя замеры температуры, очень важно понимать, что показывает пирометр не температуру точки, куда светит лазер, а общую (максимальную или минимальную) температуру пятна, размеры которого можно узнать из соотношения, указанного в инструкции и на корпусе.

Для этой модели соотношение расстояния к размеру пятна составляет 12: 1. Это значит, что на расстоянии 30см, пирометр будет измерять температуру объекта или поверхности, что разместились в пятне, диаметром 2,5 см. Для проверки этих данных я разместил на этом расстоянии холодный и горячий объекты. Холодным объектом в моем эксперименте стал кусочек льда, горячим – раскаленная ложка, покрытая слоем ламповой сажи.

Проверять мы будем следующее. В теории, если измерить температуру этой системы на расстоянии D=60 cм (S=5см), то в режиме "MAX" мы должны получить около 70° C, а в режиме "MIN" – около 1° C.
Результаты оказались не впечатляющими: "MAX" – 30° C, "MIN" – 3° C. Это значит, что при слишком большом пятне результаты рассеяны и ориентированы на центр.
З другой стороны, на расстоянии D=12 (S=1см) разницы между максимумом и минимумов вообще быть не должно, так как горячая и холодная точка не входят в область измерения.
Так и произошло: в обеих случаях температура была близкой к 25° C, обычная, комнатная. При малом сдвиге в сторону льда прибор показывал 2° C, в сторону ложки 60° C. Очень даже неплохой результат.

Если вам невдомек, зачем было коптить чайную ложку, то как раз настало время поговорить о коэффициенте излучения.

Коэффициент излучения (или степень черноты) — ε показывает отношение энергии теплового излучения серого тела согласно Закону Стефана Больцмана, к излучению абсолютно черного тела при той же температуре. Коэффициент излучения абсолютно черного тела ε = 1

Это значит, что два одинаково нагретых предмета с разными ε, будут излучать разное количество энергии, что влияет на правильность наших измерений. В большинстве пирометров, где возможность менять этот коэффициент не предусмотрена, он стоит 0, 95 по умолчанию, так как это (и близкие ему) значение наиболее часто встречается в повседневной жизни (вода, лед, краска, дерево, асфальт, фарфор, пластмасса, резина). В пирометрах, где задавать значение коэффициента можно, целесообразнее будет использовать данную таблицу. Как видим, ε для льда и сажи приблизительно одинаковый, а значит погрешность в моем предыдущем опыте сравнительно мала.

Зная все эти особенности, умея пользоваться необходимыми параметрами, осталось проверить самое главное – погрешности при прямом измерении температуры.
Несмотря на удручающие ± 2%, свою температуру я измерил достаточно точно:

Меняем ε, меряем тающий лед:

Кипящую воду:

Единственное, что мне осталось сделать, это выйти за пределы заявленного диапазона температур. Для этого очень удобно измерить температуру газовой конфорки. Для ее разогрева до 399° C понадобилось меньше двух минут, после чего пирометр зафиксировал перегрузку и перестал измерять температуру.

Сферы применения пирометров.

Во многих обзорах я заметил скептическое, недооцененное отношение к портативным пирометрам. Часто они позиционируются как игрушка, но это совсем не так. Прежде всего стоит помнить, что портативный пирометр – измерительный прибор, хоть и не обладает высокой степенью точности. Недостаток точности таких пирометров компенсируется их доступностью и компактностью, а потому они обладают очень широкой сферой применения. Их применяют в электроэнергетике, теплоэнергетике, строительстве, металлургии, машиностроении, научных исследованиях и, конечно же, в быту.