Пирометр для определения потерь тепла в доме и квартире

Особенности электронного градусника

При выборе электронного прибора стоит обратить внимание на его сильные и слабые стороны. К положительным качествам относятся:

Безопасность. В нем отсутствует ртуть, поэтому он не может причинить вред здоровью. Подходит для использования как взрослым, так и детям любого возраста.
Универсальность. Электронным термометром можно измерить температуру различными методами. Например, орально, ректально, в подмышечной впадине, локтевом сгибе или в паху.
Скорость. Процедура обычно не занимает много времени. В среднем для получения достоверных данных тратится около 30-60 секунд.
Комфорт. Об окончании процесса измерения температуры можно узнать по звуковому сигналу, который издаст прибор.
Простота. Результат измерения будет выведен на специальный дисплей. Человеку достаточно будет просто посмотреть на табло.
Экономичность. Прибор самостоятельно отключится через несколько минут после использования. Это поможет сэкономить батарейку.

Рынок заполнен различными медицинскими термометрами, которые могут оснащаться дополнительными функциями. К самым востребованным и популярным относятся:

наличие встроенной памяти. То есть прибор автоматически хранит последние показатели, что поможет человеку проводить анализ изменения собственной температуры тела. Некоторые модели запоминают до 30 измерений;
водонепроницаемый корпус. Данная функция позволяет молодым мамам измерять не только температуру тела новорожденного ребенка, но также определять степень нагрева воды, которая будет использоваться для купания;
переключение шкалы с измерительной системы Цельсия на Фаренгейт;
подсветка дисплея. Это поможет увидеть показания термометра даже ночью, не вставая с постели для включения света;
смена наконечника.

Детские термометры

Помимо положительных качеств оборудование также имеет несколько отрицательных моментов. Среди них:

Некоторые модели боятся влаги, поэтому их нельзя мочить.
Электронный градусник нужно держать обычно несколько минут после звукового сигнала. Это не очень удобно, так как следует засекать дополнительное время.
Стоимость хорошего электронного прибора несколько выше, чем у ртутного термометра.

Кроме этого, при покупке прибора для новорожденного, помните, что использовать его можно только до того момента, пока не появятся первые зубки.

Чтобы данные получились максимально точными и правильными, в обязательном порядке необходимо соблюдать все указания и советы производителя, которые указаны на упаковке оборудования и в прилагаемой инструкции.

Упаковка

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.

А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.

И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.

Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:

лучи, которые тело пропускает через себя

лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)

отраженные лучи от окружающих предметов

Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:

коэффициент излучения или коэффициент эмиссии

коэффициент отражения

Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.

Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.

В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.

Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.

Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.

Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.

Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.

На каком расстоянии можно работать пирометром

Кстати, отдельно стоит сказать о расстоянии. По сути, луч пирометра измеряет температуру некой точки или круга.

При этом не путайте точку лазерного целеуказателя и пятно замера. Это разные вещи. Они отличаются размерами на несколько порядков.

Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, то и это пятно или круг увеличиваются по площади. Соответственно для более точных измерений, прибор следует подносить как можно ближе.

Например, у большинства моделей, конус который они видят, имеет соотношение 12 к 1.То есть на расстоянии в 1.2 метра, вы можете без погрешности измерить температуру тела диаметром 10см, не более.

Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше подносить прибор поближе. Так как при замере у вас может дрогнуть рука, либо прицел собьется, и в итоге вместе с требуемой поверхностью, вы измерите и соседнюю, которая внесет свой вклад в общие показания.

Так как указано на фото ниже, измерять температуру модульных автоматов не желательно. Вы невольно вместо одной фазы, захватите и соседнюю, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.

То же самое относится и к замерам клеммных колодок и зажимов. Подносить пирометр к ним нужно максимально близко.

Принцип работы или как работает прибор

Работает прибор достаточно просто, для чего в его конструкции применяется лазерная точка. Эта точка направляется на объект, температуру которого необходимо узнать. Чтобы произвести измерения, и узнать, какая температура стены или аккумуляторной батареи, необходимо направить на них прибор, и нажать на пусковую кнопку в виде курка. При нажатии на кнопку появляется лазерная точка, и в течение считанных секунд на экране отображаются соответствующие показания температуры.

Это интересно!Лазерная точка на приборе может отключаться, и ее основное назначение заключается в том, чтобы прицелиться на объект, температуру которого необходимо узнать. Это актуально в случае, если необходимо измерить температуру элементов на электронной плате и т.п.

Нагретая поверхность излучает соответствующие тепловые волны. Причем прибором можно измерять не только положительные значения температуры, но и отрицательные. Тепловые волны через раструб в приборе проецируются на пирометрический датчик. На датчике тепловая энергия преобразуется в электрическую. Микропроцессор оценивает величину электрических импульсов по специальным алгоритмам, и выводит на экран прибора в понятном для человека формате.

Работают приборы от автономных аккумуляторов, и в зависимости от моделей, это могут быть обычные пальчиковые батарейки или литий-ионные аккумуляторы. Модели с Li-Ion аккумуляторами стоят дороже, поэтому о рациональности их приобретения надо решать самостоятельно.

Почему пирометр врет — причины

Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.

При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.

Вот основные ошибки, которые допускают новички:

не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения

замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении

температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды

измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча

экономные «специалисты» пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса

Рассмотрим все эти моменты более подробно.

Стационарная модификация

Эти модели существенно отличаются компоновкой и представляют собой оптический модуль цилиндрической формы, внутри которого заключен измерительный датчик. Данный компонент соединен специальным прочным кабелем с электронным модулем управления, который оснащается монохромным жидкокристаллическим дисплеем и кнопочным меню управления.

Блок размещают в закрытом щитке, подключают питание и сигнальные линии. В дальнейшем величина выходного тока (или напряжения) передается по проводам на компьютер посредством специальных средств логики (контроллеров) и специализированного программного обеспечения. Такая схема удобнее, поскольку экран электронного модуля невелик. На нем трудно различить отображаемые показания.

Стационарные пирометры пригодны к применению в различных сферах промышленности. Они производятся с широким диапазоном измеряемых пределов. Благодаря такому качеству, прибор позволяет контролировать любой технологический процесс, связанный с температурой.

Он может эксплуатироваться в тяжелых или даже агрессивных условиях окружающей среды (запыленность, высокая температура, влажность и прочее). Это возможно потому, что оптический элемент заключен в герметичный защитный кожух из нержавеющей стали с водяным охлаждением или воздушной продувкой.

Стационарные пирометры оснащаются лазерными системами прицеливания, могут комплектоваться дополнительными аксессуарами. Например, фирменным креплением, защитным кожухом, оптикой и прочими элементами.

Самые популярные модели тепловизоров

Сейчас пользователи отдают предпочтение устройствам двух производителей — Testo и Fluke.

Устройства от Testo выбились в лидеры за счет соответствия всем критериям, которые предъявляются к современным измерительным приборам. Это немецкий производитель, поэтому соблюдение всех норм строго контролируется. Тепловизоры этой марки подходят как для промышленности, так и для строительства. Самая популярная модель — Testo 875. Данная инфракрасная камера относится к бюджетному сегменту. Ее максимум — 280 градусов. Этого достаточно, чтобы исследовать отопительную систему, вентиляцию, качество теплоизоляционной прослойки дома.

Диагностическая техника от Fluke тоже универсальна. Она состоит из измерителей, рекомендуемых для промышленности, и тепловизоров более бытовой направленности. Среди интересных преимуществ — наличие функции покадрового режима. Это дает возможность со всей пристальностью исследовать самые незначительные температурные колебания. Приборы этого производителя характеризуются небольшими размерами, малым весом и удобством в обращении.

Измерительная техника обоих брендов включает тепловизоры разной цены, включая недорогие. Однако перед покупкой тепловизора советую еще раз подумать, как часто он будет использоваться. Если прибор нужен не для постоянной работы, а для разового обследования дома или квартиры на предмет эффективности отопительной системы и теплоизоляции, рекомендую подумать над арендой вместо покупки. Это позволит получить всю необходимую информацию об энергоэффективности здания, что полезно при выборе теплого жилья, и избежать серьезных затрат.

Оставить заявку

Комментарии (0)
Комментарии VK
Комментарии Facebook

Форма для комментариев

Пожалуйста заполните обязательные поля. Ошибка отправки комментария. Попробуйте еще раз.

Спасибо, ваш комментарий будет опубликован после проверки.

Как правильно выбрать пирометр

Выбор устройства зависит в первую очередь от того, где и в каких целях оно будет использоваться. Некоторые модели лучше подходят для измерения температуры тела, другие предназначены для кулинарных целей.

Какой пирометр выбрать для дома

Самыми популярными в домашнем применении являются портативные приборы инфракрасного действия. Стационарное устройство с работой от сети в бытовых целях вряд ли пригодится, несмотря на высокую точность. При выборе пирометра для дома нужно учитывать:

температурный диапазон, в быту будет достаточно разброса от — 50 до 380 °С;
точность, погрешность прибора должна составлять не более 3 градусов;
дальность действия — пирометры бывают контактными и бесконтактными, при использовании последних нужно учитывать оптическое разрешение, или требуемое расстояние до объекта;
скорость, в быту удобно пользоваться приборами, обладающими откликом от 0,1 до 0,15 секунд.

Также при сравнении пирометров и выборе лучшего можно учесть дополнительные параметры. Некоторые модели могут измерять влажность. Полезно, если устройство способно сохранять результаты проведенных тестов во встроенной памяти.

Какой пирометр лучше выбрать для кондитера

При выборе пирометра для производства выпечки в цехе или дома можно купить бесконтактный прибор с диапазоном от — 50 до + 400 °С. Но лучше всего в кулинарии себя показывают модели с термопарой, ее подсоединяют к основному блоку и проводят замер контактным способом, чтобы получить наиболее точные результаты. Потом тест повторяют дистанционно для сравнения показателей, разница достигает обычно нескольких градусов.

В кулинарии лучшими остаются контактные пирометры с термопарой

Как выбрать медицинский пирометр

Медицинские приборы часто используют вместо обычных градусников. Выбирать устройство нужно по таким параметрам:

контактное или бесконтактное действие, приспособления первого вида точнее, хотя вторые можно использовать для нескольких человек без дезинфекции;
точность, для медицинского пирометра важна минимальная погрешность;
функционал, полезно, если прибор оснащен звуковым сигналом и может сообщить об окончании измерения.

Важно! Большой температурный диапазон медицинскому устройству не требуется.

Как выбрать бесконтактный инфракрасный пирометр

Лучшие пирометры для измерения температуры бесконтактным методом очень популярны в быту. Такие устройства демонстрируют высокую точность и отличаются универсальностью. Измерять ими можно, в том числе, очень горячие, опасные или труднодоступные объекты.

При выборе необходимо смотреть на несколько характеристик:

Диапазон. Если определять предстоит только температуру тела и слабое тепловое излучение поверхностей, можно выбрать прибор с небольшими значениями. Для кулинарного применения нужно покупать модель с широким диапазоном, причем желательно, чтобы даже очень большие температуры отстояли от максимально возможных показаний устройства.
Спектральная чувствительность. Лучше выбирать прибор, работающий на коротких волнах, он подойдет для большинства бытовых измерений.
Цветность. Обычно для домашнего применения хватает возможностей одноцветных пирометров. Двуцветные модели стоит выбирать, если предстоит оценивать температуру очень маленьких и горячих объектов, а также предметов, излучение которых частично перекрыто какими-либо загрязнениями и препятствиями.

При выборе домашнего пирометра, прежде всего, нужно оценить его тепловой диапазон

Лучшими считаются инфракрасные устройства, оснащенные лазерным прицелом. Они помогают измерить температуру объекта в конкретной выбранной точке и таким образом снизить вероятную погрешность.

Как выбрать пирометр для измерения температуры

Если прибор предстоит использовать вместо градусника, в первую очередь нужно определиться с его типом — контактный или бесконтактный. Устройства из последней категории советуют выбирать для маленьких детей. А вот взрослым и подросткам лучше пользоваться пирометрами контактного действия — лобными или ушными. Они дают более точные показания и практически не уступают ртутным термометрам.

Расчет тепловых потерь в программе Excel

Шаг 2

Нужно заполнить исходные данные: номер помещения (если вам нужно), его название и температура внутри, название ограждающих конструкций и их ориентация, размеры конструкций. Вы увидите, что площадь считается сама. Если хотите отнимать площадь окна от стен, нужно корректировать формулы, так как мы не знаем где у вас будут записаны окна. У нас площади отнимаются. Также нужно заполнить коэффициент теплопередачи 1/R, разницу температур и поправочный коэффициент. К сожалению, их заполняют вручную. В примере у нас кабинет с тремя внешними стенами в одной стене два окна, в другой нет окон и третья имеет одно окно. Конструкции стен будет как в примере, где мы рассчитывали R, поесть к=1/R=1/2,64=0,38. Пол пусть будет на грунте и его поделим на зоны у нас их две и потери считаем для двух зон , тогда к1=1/2,15=0,47, к2=1/4,3=0,23. Окна пусть будут энергосберегающие R_о= 0,87 (м2°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14.

На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.

Шаг 3

К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент. И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%. Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся.

Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений.

Шаг 4

В нашем же случае воздух не подогревается ,и чтобы рассчитать полные потери тепла, нужно в столбик Rввести площадь нашего помещения 18 м2, а в столбец S его высоту 3 м.

Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!

Расчет потерь тепла

Для точного расчета теплопотерь потребуется подготовить исходные данные по конкретному объекту (объем, высота здания, его местоположение), а также нормативные документы, содержащие таблицы различных коэффициентов, показателей. Сначала рекомендуется рассчитать все составляющие формулы, записать данные, затем подставить данные формулы.

Основные формулы

Для расчета используется следующая формула:

Q_от = а*V*q_от *(t_в — t_нр)*(1 + К_ир)*10-6 Гкал/час

а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30оС, для которой обозначена характеристика q_от;
V – объем здания по внешнему периметру;
q_от — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30оС;
t_в –температура воздуха внутри помещения;
t_нр–температура снаружи конкретного местоположения (местности), в котором расположено здание;
К_ир–коэффициент инфильтрации, определяемый тепловым, ветровым напором.

Из приведенных выше составляющих формулы к числу исходных данных относится объем помещения, поправочный коэффициент, удельную характеристику здания, расчетные температуры необходимо взять из документации, а коэффициент инфильтрации рассчитать по формуле:

273 + t_нр

К_ир= 10-2 √[2gL(1 — ————-) + w_p2]

273 + t_в

g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с2);

L – высота строения;

w_p— обусловленная данным регионом скорость ветра отопительного периода.

Необходимая документация

Часть данных необходимо взять в нормативной документации, рекомендуется скачать эти документы или найти их онлайн:

Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя (1);

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (2);

Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (3);

Строительная климатология (4).

Для удобства литература пронумерована. Далее соответствующая документация будет обозначаться сокращенно (например, Д3).

Исходные данные. Предварительные подсчеты

Рассмотрим расчет теплопотерь на примере административного здания города Омск. Высота здания – 9 метров. Объем здания по внешнему периметру – 8560 кубических метров.

В Таблице 3.1 – Климатические параметры холодного периода года (Д4) напротив соответствующего города находим 5-ую графу, температуру воздуха наиболее холодной пятидневки. Для Омска данный показатель равен – 37оС.

В 20-й графе этой же таблицы находим скорость ветра данного города. Данный показатель составляет 2,8 м/с.

В пункте 1.2 (Д1) находим Таблицу 2, поправочный коэффициент а для жилых помещений. В таблице представлены коэффициенты температуры шагом 5 градусов, соответственно есть данные температуры — 35 оС (коэффициент 0,95), — 40 оС (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 оС, получаем – 0,93.

Далее п.3 (Д3) находим Классификацию помещений и определяем категорию анализируемого помещения. Поскольку речь идет об административном здании, ему присваивается категория 3в (пространство пребывания большого количества людей без верхней одежды в положении стоя).

Таблица 3 (Д3) Допустимые, достаточные значения увлажненности воздуха, силы ветра, температурного режима гражданских помещений – находим показатель Температура (оптимальная) для нашего типа здания (3в). Показатель составляет 18-20 градусов. Выбираем наименьшую границу 18оС.

Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м3. Коэффициент составляет 0,38.

Все данные подготовлены:

g – 9,8 м/с2;

L – 9 м;

w_p– 2,8 м/с;

а –0,93;

V – 8560 м3;

q_от – 0,38;

t_в – 18оС;

t_нр– — 37оС;

К_ир– необходимо рассчитать.

Далее можно просто подставить цифры формулы.

Итоговый расчет

Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:

273 + (-37)

К_ир= 10-2 √ = 0,4

273 + 18

Q_от = 0,93*8560*0,38*(18 – (-37))*(1 + 0,4)*10-6 Гкал/час = 232933 *10-6 Гкал/час = 0,232933 Гкал/час

Для большего понимания, посмотрите данное видео:

Пирометры оптоволоконные и лазерные

Принцип работы такого оборудования идентичен приборам традиционным. Отличием является наличие оптоволоконного кабеля. По этому кабелю транспортируется световой поток. Такая комплектация хороша тем, что можно произвольно изгибать такой шнур. Благодаря такому качеству замеры можно проводить даже в самых труднодоступных местах.

Пирометры оптоволоконные нашли широкое применение в местах, где повышенное электромагнитное поле, и полностью бессильны традиционные модели. Они оснащены фиксированным фокусом. Эти устройства позволяют производить замеры излучения тепловой энергии с самым минимальным диаметром пятна 0,1 миллиметр. Но этот фокус ограничивает расстояние замеров: для того чтобы измерение было точным необходимо соблюдать указанную дистанцию в инструкции.

Лазерные прицелы на пирометрах были установлены для того, чтобы производить замеры на большой дистанции. Такие приборы бывают нескольких видов:

Прицелы круговые — это самые точные приборы, которые эффективно работают с разным диаметром измеряемого пятна и на любых дистанциях.
Лазерный пирометр с лучом двойным. Позволяет определить местоположение и размеры измеряемого объекта. Вблизи им пользоваться не рекомендуется, так как чаще всего цифры сильно завышены.
Пирометр лазерный с лучом одинарным позволяет наводить устройство только по центру пятна тепловой энергии. Зона чувствительности, в зависимости от модели оборудования, может иметь погрешность до 2 сантиметров. Чаще всего подобный дефект встречается в дешёвых моделях.

Как правильно измерять температуру бесконтактным способом

Процесс правильного замера пирометром будет выглядеть следующим образом.

Определяете материал из которого сделан предмет (сталь, медь, алюминий). Далее в таблице ищите его коэффициент излучения и заносите эту поправку в сам прибор.

И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.

При таком измерении вы действительно получите близкие результаты к фактической температуре. Ну а те девайсы, в которых заводом жестко установлен коэфф.=0.95, попросту будут врать при каждом замере.

Под каким бы углом вы не направляли луч, как близко бы не подносили прибор к поверхности, искажения в любом случае будут. И здесь речь уже идет не об одном или двух градусах.

Погрешность может составлять десятки единиц!