Infračervený teplomer / Pyrometer

(bezkontaktný teplomer, infrared thermometer)

Infračervený teplomer je zariadenie na bezkontaktné meranie teploty pomocou snímania energie vyžiarenej povrchom meraného objektu. Je potrebné si uvedomiť a pri meraní zohľadniť, že meriame teplotu povrchu telesa, nie teplotu vo vnútri telesa. Povrchová teplota sa mení podľa prostredia. Pri silnom prúdení vzduchu s inou teplotou ako má meraný objekt sa povrchová teplota môže dramaticky odlišovať od teploty vo vnútri meraného telesa. Tento jav je dobre viditeľný pri meraní teploty luďského tela. Ak zmeriame niekomu teplotu na čele v chladnom prostredí teplomer ukáže napríklad 29°C čo znamená hlboké podchladenie napriek tomu že meraná osoba sa cíti dobre. Tento rozdiel je sposobený ochladzovaním povrchu pokožky potením, prúdením okolitého vzduchu a izolačným efektom kože.

Ručné modely infračervených teplomerov sú spravidla vybavené jedným alebo viacerými laserovými lúčmi na vyznačenie meraného miesta. Meranie prebieha vždy z plochy úmernej vzdialenosti podľa použitej optiky.IR teplomer spravidla pracuje v infračervenej oblasti v rozmedzí 8-14 µm. Zariadenia, ktoré majú viacero snímačov napríklad v matici 16 × 16 označujeme ako termoskop alebo maticový pyrometer. Termokamera sa vyznačuje omnoho väčším rozlíšením, pokročilejšou optikou a funkciami.

Pre špeciálne aplikácie sa používajú modely pracujúce na dvoch vlnových dĺžkach. V takom prípade nieje potrebné poznať emisivitu povrchu a meranie môže prebiehať aj v zahmlenom prostredí.

Základnou podmienkou pre dobré meranie je vzájomná poloha teplomeru a meraného objektu a ich vzdialenosť. Snažíme sa umiestniť teplomer kolmo k meranému povrchu do takej vzdialenosti, aby bol merací bod o cca 20% menší ako objekt ktorý meriame. V anglickej literatúre sa používa označenie Field of View (zorné pole). Meraný objekt teda umiestňujeme do stredu zorného poľa teplomeru.

Obrázok zobrazuje správne umiestnenie meraného objektu:

Nesprávne umiestnenie má za následok chybu merania. Nakoľko na displeji zobrazený údaj o teplote je priemerná hodnota z celého meracieho bodu, chyba merania je tým väčšia čím je väčší rozdiel teplôt meraného predmetu a pozadia. Platí to aj opačne. Ak meriame väčší objekt napríklad za pletivom, výsledná meraná teplota je priemerom teploty pletiva a nášho predmetu. V prípade, že použitý teplomer má iba jeden zameriavací bod, tento sa snažíme umiestniť to stredu meraného predmetu.

Na obrázku je zobrazené ako správne postupovať pri meraní.

Veľkosť meracieho bodu sa mení podľa použitej optiky a rastie so zväčšujúcou sa vzdialenosťou. Každý prístroj ma inú optiku a objektív, preto je zvykom výrobcov umiestniť na infračervený teplomer nálepku s tabuľkou vzdialeností alebo nákresom. Tento parameter sa označuje ako Distance to Spot ratio skrátene D:S. Pomer určuje aký veľký bude merací bod v určitej vzdialenosti.
Pomer 1:1 znamená, že vo vzdialenosti 1 m bude priemer meracieho bodu 1 m.
Pomer 2:1 znamená 50 cm veľký merací bod vo vzdialenosti jeden meter.

Optika 20:1 predstavuje úzky lúč vhodný na meranie zo strednej vzdialenosti. Na meranie malých objektov sa používa pomer 60:1, čo znamená merací bod veľký 32 mm vo vzdialenosti 1,5 m.

Príklad optiky 10:1 a 12:1.

Existuje aj špeciálny typ optiky označovaný ako Close Focus (zaostrenie na blízko). Pri takomto objektíve sa merací bod najskôr zmenšuje a potom rastie so vzrastajúcou vzdialenosťou. Na obrázku je objektív, ktorý má najmenší bod 6 mm vo vzdialenosti 30 cm od objektívu teplomeru.

Teplomer s optikou typ CF.

Určenie správnej polohy teplomeru vzhľadom na meraný objekt nieje jednoduché, aby výrobcovia zjednodušili meranie, umiestňujú na svoje výrobky dva a viac navádzacích laserov. V prípade dvoch vyznačujú tieto okraje meracieho bodu. Ich vzdialenosť a poloha sa mení podľa vzdialenosti, a umožnujú tak rýchlo zvoliť správne miesto na meranie. Ak je použitých tri a viac laserov, jeden spravidla vyznačuje stred meracieho bodu.

Niekedy používané označenie laserový teplomer je nesprávne, vychádza z mylného predpokladu, že meranie je vykonávané navádzacím laserovým lúčom.