Чем отличается пирометр от термометра

Пирометры и термометры для кондитеров

Пирометры и термометры входят в категорию незаменимых инструментов не только для профессиональных кондитеров, но и домашних хозяек. С их помощью можно максимально точно измерять температуру любых продуктов и отдельных ингредиентов, чтобы максимально удачно и, главное, вкусно воплотить в жизнь самый сложный кулинарный рецепт. Подобные аксессуары нужны для приготовления самых разнообразных сладких изделий, начиная от зеркальных шоколадных глазурей и заканчивая воздушными зефирными массами.

Термометр для кондитера: какой выбрать?

Современный кондитерский градусник может быть игольчатого типа. Его еще называют контактным или погружным. Такой термощуп имеет вид толстой металлической иглы, оснащенной дисплеем, который и показывает температуру. Как пользоваться кондитерским термометром, показывающим режим внутри продукта, например, сиропа? Достаточно погрузить устройство в любую основу (для достоверности показаний ее должно быть много — датчики, измеряющие температуру, обычно находятся на расстоянии 2-3 см от конца иглы), избегая соприкосновения с посудой, вне зависимости от того, что в ней находится – тесто, крем или сироп.

Для обеспечения правильных показаний после каждого продукта иглу лучше тщательно протереть или вымыть. На панели прибора располагаются 4 кнопки: выключения, запоминания предыдущего значения, изменения шкалы измерения (по Цельсию или Фаренгейту) и максимальный-минимальный замер.

Игольчатый термометр – ответ на вопрос, какой термометр купить кондитеру при приготовлении в основном сиропов. Для разных десертов сахарный сироп варится в разном температурном диапазоне. Иногда нужно 103 градуса, иногда 108, 111, 118, 121, 150 или выше. Таким образом, проводить измерения можно в пределах от -50 до 300 °C. Работает устройство от обычных батареек.

Стандартный термощуп оснащен электронным цифровым дисплеем с гидроизоляцией. Щуп может быть также выносным, располагающимся на длинном проводе. Это удобный подход для замеров «онлайн» и с точки зрения безопасности рук кондитера. Еще один вариант термометра – это лопатка. Если актуален вопрос, какой выбрать пирометр для кондитера шоколатье, то именно это идеальный вариант. С таким инструментом-помощником темперировать шоколад просто, ведь нужный показатель замеряется непосредственно в процессе перемешивания ингредиентов. Наконец, термощуп может быть беспроводным. Он оснащен передатчиком, который демонстрирует показания прямо на экран смартфона в режиме реального времени.

Как выбрать кондитерский пирометр по техническим характеристикам? Исключительно в зависимости от цены и потребностей. Ведь любая современная модель кухонного помощника имеет схожий функционал и производительность. Кроме того, важно понимать, что пирометр не подойдет в том случае, если необходимо узнать температуру внутри продукта, например, бисквитного теста. Также на точность показаний влияет пар, особенно если речь идет о приборе из бюджетного ценового сегмента.

Пирометр лазерного типа, или инфракрасный градусник, направляется непосредственно на продукт или смесь, а затем нажимается курок. Таким образом измерение происходит мгновенно. За счет того, что прибор бесконтактный, мыть его после каждого использования не обязательно. Идеален для работы с гляссажем, шоколадом, при введении сливок и сливочного масла в различные составы. Одинаково подходит для жидких и твердых продуктов, темперирования шоколада и карамели. Но есть у такой модели и недостаток: не подойдет для замера испаряющихся поверхностей (когда температура измеряемой массы выше 80 градусов). Погрешность электронного устройства, в зависимости от модели составляет 0,5 ~ 3,0 градуса. Работать с таким устройством могут не только ценители кондитерского искусства в целом, а также пирогов, тортов, пряников в частности, но и традиционные повара. С максимальной точностью измерить можно и температуру мяса, курицы или рыбы.

Подводя итоги и отвечая на вопрос, какой термометр для кондитера лучше, необходимо подчеркнуть, что все зависит от цели использования кухонного прибора и индивидуальных пожеланий мастера.

Что такое пирометр?

Возможность дистанционно определять степень нагрева объектов позволила сделать шаг вперед в области изобретения измерительной техники. Пирометр справляется со сложными в технологическом плане, а также небезопасными и трудоемкими операциями. Он позволяет контролировать распределение температур на поверхностях большой площади, снимать температурные показатели расплавленного металла, предметов под высоким напряжением и т. п. Это прибор для бесконтактного замера температуры на разных поверхностях, который применяют как в профессиональных областях, так и в бытовых условиях.

Любая нагретая поверхность излучает тепловые волны. В основе принципа, по которому работает данное устройство, лежит измерение таких волн. Теплоизлучение через расширение проходит к пирометрическому датчику, где из тепловой энергии преобразовывается в электроэнергию. Сила сигнала, который получают в процессе, обуславливается уровнем теплоты поверхностей. Чем значение больше, тем сильнее генерируемый датчиком ток. Благодаря электронному преобразователю исходную информацию можно увидеть на ЖК-экране.

Чем отличается пирометр от термометра?

Данное устройство, как и термометр, предназначено для измерения температуры. Но оно отличается тем, что способно:

выполнять поставленную задачу в более широком температурном диапазоне (от -50 до +3000 градусов по Цельсию);
выдавать результат за промежуток времени от 0,5 до 1,5 секунды (у термометра отклик фиксируется спустя 1-10 минут);
более точно определять уровень нагрева, допуская погрешность в границах от 0,1 до 0,2 градуса (у термометра – до 2 градусов).

Как пользоваться пирометром для измерения температуры?

О том, как правильно измерить температуру, используя данный прибор, написано в подробной инструкции. Необходимо четко следовать несложным правилам эксплуатации, иначе можно получить искаженную информацию о степени нагрева исследуемой поверхности.

Этапы измерения пирометром уровня нагревания предметов:

включение;
направление раструба на исследуемый материал;
определение при помощи лазерной указки границ измеряемого пятна.

На экране активированного аппарата появляются температурные значения. Есть ряд моделей с возможностью запоминания полученной информации, в остальных устройствахпосле каждого измерения значения сменяются новыми показателями.

Прибор отличается простотой применения. Это позволяет широко использовать его для измерений при проектировании, монтаже автономных отопительных систем, а также с его помощью решать бытовые задачи.

Что измеряют пирометром?

Предметом определения является среднее температурное значение для поверхностей предметов, тел в рамках пятен измерений. Они имеют эллипсовидную либо округлую форму. Чем больше длина пути от объекта измерения к пирометру, тем масштабнее размеры пятна. Устройство нацеливают на нужный предмет, материал при помощи встроенного в него лазерного указателя. Его направляют непосредственно в центр измеряемой окружности.

Современные пирометры дистанционно фиксируют температуру, допускают минимальные погрешности, а также имеют эргономичный дизайн и автономное питание. Таким оборудованием пользуются, когда необходимо:

проконтролировать температурный режим объектов в условиях высокого риска попадания под удар электрического тока;
иметь дело с поверхностью предметов, где могут наблюдаться резкие изменения температуры;
измерять силу нагрева объектов с неординарными температурными режимами (высокие уровни на одном и нормальные значения – на другом элементе).

Поскольку устройство имеет особый принцип работы, основанный на «считке» излучения тепловых волн инфракрасного диапазона, оно способно фиксировать температурные показатели объектов, которые находятся на расстоянии до 15 метров. Благодаря этому аппарат имеет такие плюсы, как:

безопасность;
удобство применения;
высокая точность фиксации показателей тел, предметов, конструкций, материалов.

Как выбрать?

Каждое измерительное оборудование, в том числе пирометр бесконтактный, имеет ряд характерных параметров. Непосредственно на них следует обращать внимание при выборе нужной модели. В данной ситуации важными считают следующие характеристики:

Оптическое разрешение – является соотношением диаметрального размера пятна измерения на исследуемом объекте к дистанции до предмета. Этот параметр дает возможность оценивать максимальную длину пути для результативного определения силы нагрева объектов. Важно понимать, что достоверные результаты измерения могут быть получены только при условии соблюдения всех правил применения оборудования, а также отсутствия превышения дистанции до нужного объекта. В противном случае получают неточные показания. В разных моделях этот параметр может быть в границах 2:1 и 600:1. Высокие значения имеют модели, относящиеся к измерительному оборудованию профессиональной линейки. Им пользуются при фиксации силы нагрева объектов тяжелой промышленности. В быту и для моделей полупрофессионального уровня оптимальным значением считают соотношение 10:1.
Рабочий диапазон – обусловлен характеристиками датчика. Большая часть устройств имеет границы охвата -30 °С и +360 °С. Температура рабочей жидкости в отопительных системах может достигать максимум 110 °С, поэтому для бытового применения пригодны, по сути, все разновидности такой измерительной техники.
Величина погрешности – определяет уровень изменения степени теплоты в зависимости от того, насколько точно был настроен прибор. Среднее значение несоответствия нормативам – около 2 %.
Коэффициент эмиссии (теплоизлучения) – показывает отношение энергии теплоизлучения объекта к излучению «абсолютно черного тела» при одинаковой температуре. Этот параметр для «абсолютно черного тела» равен единице. Иначе говоря, он показывает, насколько объект способен поглощать и излучать энергию.

Чем выше коэффициент, тем ниже отражательная способность поверхности. Такая способность отрицательно сказывается на достоверности результатов измерения.

Материалы с неблестящей поверхностью имеют коэффициент от 0,9 до 0,95, на который настроено большинство дистанционного оборудования для определения степени нагрева. Но при измерениях температуры блестящих предметов, материалов индикатор покажет недостоверную информацию.

Кроме этого, выбирая прибор, стоит обращать внимание на наличие дополнительного функционала. Это:

Возможность отключаться автоматически – самостоятельное выключение происходит через определенный промежуток времени после применения по назначению, что позволяет увеличить срок службы источников питания. Причем у разных моделей такой временной отрезок свой.
Возможность регулирования коэффициента эмиссии – благодаря наличию такой функции аппарат способен измерять уровень нагрева любого материала.
Способность определять уровень влажности воздуха – такая функция присутствует у некоторых моделей, может быть полезной для имеющих проблемы с органами дыхания людей. Позволяет наряду с замерами степени теплоты контролировать уровень увлажненности воздуха в помещении.
Термопары – такими моделями можно определить температуру при контакте с объектом. Данный способ позволяет максимально точно измерить степень нагрева блестящих объектов. Как правило, термопару подключают к пирометрам, используя соответствующие разъемы.

Почему врёт бесконтактный ИК термометр (пирометр)

В данной статье мы расскажем именно о медицинских ИК термометрах, т.е. о приборах, предназначенных для измерения температуры тела, а также о том, от чего зависит точность пирометров.

В Интернете можно найти много информации по этому вопросу. В большинстве случаев всё пишется людьми далёкими от ИК термометрии и ИК термометров для контроля температуры тела. Поэтому и информация даётся неполной, несистемной и чаще всего далёкой от истины.

Именно поэтому, мы как разработчики и изготовители медицинских термометров и, в частности, ИК термометров решили по возможности понятным языком рассказать, как устроен ИК термометр, чем он отличается от промышленного пирометра, что влияет на его точность измерения и как сделать так, чтобы эту точность повысить.

Для начала немножко теории.

Любое тело излучает тепловую энергию Е, пропорциональную его температуре поверхности в четвёртой степени и коэффициенту излучения к.

Научившись измерять и обратно преобразовывать эту тепловую энергию в температуру можно измерять температуру поверхности на расстоянии (дистанционно).

Рис.1.Как происходит измерение температуры поверхности пирометром

Любой пирометр содержит некоторую оптическую систему, позволяющую снимать данные (собирать тепловую энергию) с пятна определённой площади S на расстоянии L. Отношение L/D, где D — это диаметр пятна называется оптическим разрешением пирометра. Чем этот параметр больше, тем на большем расстоянии можно измерять температуру конкретного тела и тем дороже прибор.

При помощи оптической системы прибора энергия излучения падает на сенсор ИК термометра (Рис.2).

Рис.2.Устройство сенсора ИК термометра

У современных пирометров сенсор представляет собой миниатюрную термопару, на рабочий спай которой и направлено тепловое излучение контролируемого объекта. Вблизи холодного спая термопары располагается сенсор температуры, в качестве которого чаще применяется термосопротивление.

Электронная схема прибора по термосопротивлению измеряет температуру холодного спая термопары и добавляет к ней вторую часть пропорциональную напряжению с термопары. ИК сенсоры уже давно научились изготавливать полностью в интегральном исполнении. Есть сенсоры с цифровым выходом.

Если бы все тела излучали одинаково, имея равную температуру, то погрешность пирометра определялась бы только точностью его юстировки .

Однако все тела излучают по-разному. Для того чтобы измерить температуру поверхности какого-либо тела достаточно точно, необходимо точно знать его коэффициент изучения к.

Обычно пирометр юстируется на производстве или в метрологической лаборатории при помощи «абсолютно-чёрного тела» (АЧТ), т.е. поверхности, с коэффициентом излучения близким к 1. Затем в память прибора устанавливают реальный, усреднённый коэффициент излучения. Чаще 0,95. Есть однако модели пирометров подороже, в которых потребитель сам устанавливает коэффициент. Но какой – вот в чём вопрос. А коэффициент излучения очень сильно зависит как от материала поверхности, так и от качества обработки, наличия загрязнений, ржавчины, влаги и т.д. В табл. 1 представлены коэффициенты излучения для ряда материалов.

Материал	К
доска	0,96
бумага	0,93
базальт	0,72
ржавое железо	0,70

Табл. 1 Коэффициент излучения к для нескольких материалов

При неправильно выставленном коэффициенте излучения можно получить погрешность в десятки градусов.

Итак, какие факторы влияют на точность измерения промышленного пирометра?

Перечислим несколько основных факторов:

точность юстировки пирометра на АЧТ при к =1,
точность задания к-коэффициента излучения,
чистота поверхности измерения, наличие влаги, пыли и т.д.,
временной фактор, влияющий на старение оптической системы и эл. компонентов,
наличие «засветки» от посторонних источников,
соответствие диаметра «пятна» и размеров контролируемой поверхности (диаметр пятна должен быть заведомо меньше).

Какая реальная точность измерения, указывается в документации на промышленные пирометры среднего ценового диапазона? +/-1% от измеряемой величины, т.е. примерно +/-0,4 ° С при измерении температуры поверхности нагретой до +40 ° С. Давайте запомним это значение. Оно нам пригодится далее.

В чём отличия между промышленным пирометром и ИК термометром для измерения температуры тела?

Итак мы кратко рассказали вам о работе промышленного пирометра, о том, какие факторы влияют на его точность измерения. Теперь поговорим о ИК термометре для измерения температуры тела.

Вообще зачем нужен ИК термометр для измерения температуры, когда есть контактные электронные термометры, которые при правильном изготовлении обеспечивают нужную точность? Главное преимущество ИК термометра — скорость измерения, около 1 с. В табл. 2 представлены сравнительные характеристики двух методов измерения.

Параметр	ИК термометр	Контактный термометр
Удобство	+	—
Время измерения	+ (около 1 с.)	— (более 30 сек.)
Точность измерения	—	+
Измерение разности температур и распределения температуры	+	—

Табл. 2 Сравнение ИК термометра и контактного термометра

ИК термометр удобен, потому что измеряет быстро и дистанционно. Достаточно поднести прибор ко лбу на расстояние несколько сантиметров, нажать на кнопку и всё. Температура измерена. Но с какой точностью? А это самое больное место этих приборов и об этом мы поговорим далее. Но где ИК термометры не имеют себе равных в медицине — это в измерении разницы температур. Например это контроль распределения температуры по телу для выявления критических мест, связанных с какими-либо нарушениями. Или измерение разности температуры тела между людьми, находящимися длительное время в одних условиях. Для этих целей ИК термометр просто великолепен и никто его не сможет заменить.

Приведём пример. Самолёт совершил посадку. Работник Роспотребнадзора, вооружённый ИК термометром, зашёл на борт и последовательно замерил температуру каждому пассажиру. Неважно, какую абсолютную величину температуры он получает. Важна разность измеренной температуры между пассажирами. Они долгое время находились в равных условиях и повышенная температура нескольких пассажиров относительно среднего измеренного значения может трактоваться как болезнь. У этих пассажиров после изоляции их от основной массы нужно будет измерить температуру точно контактным электронным термометром. Допустим, температура пассажиров оказалась равна 34,7…36,1 ° С, а у двух пассажиров: 36,6 ° С. Это означает, что у этих двух пассажиров имеется повышенная температура. Дальнейшие измерения точным контактным термометром смогут подтвердить, что их температура равна на самом деле 37…38 ° С. Сейчас, к сожалению, об этом не знают.

В табл. 3 мы кратко показали, чем отличается промышленный пирометр от ИК термометра температуры тела.

Промышленный пирометр	ИК термометр температуры тела

от -50 до +650 °С, 1% ИВ + 1°С	диапазон измерения и точность	от 32,0 до 42,9°С, ±0,2°C
линза или без линзы	оптическая система	«ракушка»
любое	расстояние до объекта измерения	0. 3 см
прямое измерение	способ измерения	расчет температуры тела по температуре лба и температуре окружающей среды

Табл. 3 Основные отличия промышленного пирометра от ИК термометра температуры тела

У ИК термометра очень узкий диапазон измерения и небольшое расстояние до поверхности измерения. У большинства ИК термометров в паспорте приводится точность измерения +/-0,2…0,3 ° С. Скажем сразу, что верить этому значению нельзя. С большой натяжкой это может быть точность измерения температуры абсолютно-чёрного тела, проводимая в лабораторных условиях при заданных параметрах окружающей среды. Это даже не точность контроля температуры поверхности кожи и уж тем более не точность измерения температуры тела.

Грустно то, что в нашей стране продаются ИК термометры, имеющие Регистрационное удостоверение Росздравнадзора, у которых в паспорте указана точность измерения температуры тела +/-0,1 ° С! Получается так, что Российская компания-дистрибьютор покупает в КНР приборы, имеющие точность +/-0,3 ° С, делает документацию на русском, где указывается точность уже +/-0,1 ° С и продаёт эти приборы. Почему так происходит? Да потому, что ИК термометры у нас в стране отнесены к медицинским термометрам, а им ГОСТом предписано иметь точность +/-0,1 ° С. Получается, что приборы подстроили под норматив.

Так какую же реальную погрешность имеют ИК термометры, спросите вы? Огромную, если не выполнять множество требований к процессу измерения. А ведь большинство граждан их не выполняет или физически не может выполнить. Поэтому прежде чем купить домой ИК термометр, хорошо подумайте. Им нужно уметь пользоваться.

Как работает ИК термометр температуры тела?

ИК термометр для измерения температуры тела — это в определённом плане прибор более сложный, чем промышленный пирометр. Прибор имеет два режима работы: поверхность (sгrface) и тело (body). В режиме surface прибор работает как обычный пирометр, измеряя температуру поверхности и его можно использовать для различных хозяйственных нужд. В режиме body, который нас как раз интересует, прибор вычисляет значение температуры тела по температуре поверхности лба, температуре окружающей среды, используя введённые в него усреднённые коэффициенты расчёта. Данные коэффициенты учитывают теплопроводность и толщину различных участков головы (кожи, кости и т.д.). Понятно, что у разных людей, особенно разных расс, у различных возрастных групп эти параметры отличаются и это очень сильно сказывается на точности измерений. На Рисунке 3 показана температура тела как функция этих параметров.

Рисунок 3. Температура тела, как функция большого количества параметров

Итак, к погрешности измерения температуры поверхности в режиме body добавляется погрешность связанная с различием у людей различных физических параметров и погрешность измерения температуры окружающей среды, а также погрешность связанная с тем, что температура прибора может быть не равна температуре окружающей среды, в которой находится испытуемый. Последнее очень важно. Прибор и человек до момента измерения должны находиться длительное время при одной и той же температуре. Теперь вам должно быть понятно, почему при измерении температуры у людей, входящих в здание, так сильно разнится температура. Ведь до входа в здание они находились в различных условиях. Кто-то пришёл, кто-то приехал на авто и т.д.

Перечислим основные правила более-менее точного измерения температуры тела ИК термометром.

Основные правила, которые необходимо соблюдать при измерении температуры медицинским пирометром:

— пирометр должен иметь температуру окр. среды (выдержан не менее 30 мин.),
— необходимо предварительно вытереть насухо лоб,
— предотвратить сквозняки, падение прямых лучей солнечного света, влияние нагревательных приборов,
— предварительно убрать со лба косметику, волосы,
— расстояние от лба: 1. 3 см,
— необходимо провести несколько измерений, чтобы исключить случайные значения.

Так может ли ИК термометр иметь точность +/-0,1 ° С при измерении температуры тела? Конечно нет. Если человек очень хорошо понимает принцип работы ИК термометра и как им пользоваться, то он может использовать его для экспресс контроля температуры тела. Но любому человеку использовать этот прибор нельзя. Может и трагедия случиться. Представьте себе картину. У маленького ребёнка горячка, родители его раздели, обдувают вентилятором и время от времени контролируют температуру ИК термометром. Что они измерят? Всё что угодно. Самая большая опасность, если они вместо 40,0 ° С измерят 37,0, успокоятся и завершат процедуры.

ИК термометром для измерения температуры тела может пользоваться не каждый. Единственное, в чём он очень хорош — это в вычленении людей с повышенной температурой среди других людей, находящихся длительное время в одинаковых условиях.

Отличия ультразвукового и инфракрасного термометров (пирометров)

Хочется приобрести прибор как можно более функциональный и универсальный, но цена таковых недешева. Попробуем пошагово разобрать способы грамотного выбора пирометра, путем ответа на несколько нехитрых вопросов.

1. Для чего нужен пирометр?

Выбор приборов достаточно велик и разнообразен. Лазерный или инфракрасный может измерять температуры в диапазоне от -50 градусов до +2000 градусов. Подключение внешнего контактного зонда дает возможность расширить этот спектр, а также использовать его в труднодоступных местах (это могут быть пищевые продукты, объект до которого тяжело дотянуться и т.д.). Естественно, в бытовых условиях такой перепад температур встречается редко. А вот для профессиональных работ лучше выбрать прибор с широким диапазоном. Ультразвуковой термометр не даст таких обширных возможностей, но для бытового применение или в пределах небольших производственных работ может пригодиться.

2. Каков бюджет?

Это один из основополагающих моментов. Если работа с бесконтактным термометром предполагает использование его в профессиональной сфере или же иной способ зарабатывания средств, то экономить на модели не нужно. Может понадобиться и подсветка дисплея, и сведения о предыдущих измерениях, и возможность подключения к компьютеру. Если же он приобретается для бытовых нужд – измерение температуры тела, воды для купания ребенка и тому подобное, то брать прибор с обширным функционалом, который не будет применяться, нет смысла. Поэтому в первом случае будет лучше предпочесть лазерный пирометр, а для домашнего применения выбрать ультразвуковой.

3. Какое потребуется оптическое разрешение?

оптическое разрешение

Это один из важных показателей, который определяет точность результатов на расстоянии. Лазерные пирометры могут иметь разрешение до 100:1, а значит данные о температурах можно получать на достаточно большом удалении от объекта. В профессиональной сфере используются устройства с разрешением от 50:1 и выше. Конечно, в быту такие свойства не очень важны, достаточно будет прибора с разрешением 8:1 или даже 6:1. По невысокой стоимости можно приобрести пирометр с оптическим разрешением 12:1.

4.Стационарный или портативный?

Стационарный прибор отличается высокой точностью и, чаще всего, бывает лазерным. Он весит в разы больше портативного и устанавливается в одном помещении с оборудованием (станками, механизмами) для непрерывного замера температур. Для оснащения предприятий и больших производств это конечно наилучший вариант. Портативный термометр, будь то лазерный или ультразвуковой, имеет меньшую степень точности замеров. При этом он удобен в переноске, прост в эксплуатации и не требует постоянного подключения к электрической сети.

5.Коэффициент эмиссии

Этот показатель тоже имеет немалое значение при выборе в пользу лазерной модели и означает уровень способности материала отражать падающее излучение. Определение ему дается следующее: отношении энергии, выделяемой объектом при определенных значениях температуры к энергии излучения абсолютного черного тела при аналогичной температуре. Цифровые значения этого показателя бывают от 0 до 1. Если он правильно задан, то погрешность при измерениях будет минимальной. Таким образом, выбирать ультразвуковой или инфракрасный пирометр нужно исходя из задач, которые будут возложены на прибор. Именно в этом случае он будет радовать в будущем и обеспечивать комфорт в эксплуатации.

Другие статьи:

Методики измерения солености воды
Как подобрать ультразвуковой датчик (дальномер)
Кухонный термометр с щупом для опытных кулинаров
Устройство и принцип работы фототахометра
Почему установка тахометра для мотора – правильное решение?