Электронный термометр с выносным датчиком своими руками принцип работы цифрового устройства, простые

Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом какие бывают

Тех, кто связан с тепло- и электро-энергетикой или строительством , нередко интересует ряд вопросов: как произвести замер температуры объекта без выведения его из технического процесса и при этом обеспечить безопасность сотрудников?

А если объект находится в движении или расположен в труднодоступном месте? В данной статье Вы найдете ответы на эти вопросы и узнаете о том, что такое пирометры для измерения температуры бесконтактным методом, которые не только упростят технический процесс, но и сделаю его безопасным.

Характеристики и принцип работы

Прежде всего, стоит дать определение такому понятию как пирометр. Пирометр – один из видов средств определения температуры. Процесс замера показателей пирометром осуществляется за счет улавливания теплового излучения объекта устройством.

Значение температуры предмета указывается на встроенном индикаторе или же выдается цифровым значением. Говоря о пирометре, стоит отметить, что прибор способен к определению температурного режима в поле зрения устройства (то есть в пределах радиальной зоны).

Как правило, устройство выдает среднее значение в пределах области, в которой он установлен. Область улавливания данных прибором можно менять за счет перемещения устройства на разные расстояния от предмета.

Классификация устройств

Классифицируются пирометры для измерения температуры бесконтактным методом по ряду признаков — температурному диапазону измерений, исполнению определения данных, визуализации полученных данных. Теперь более подробно о каждом.

Температурный диапазон измерений. На данный момент существуют как низкотемпературные так и высокотемпературные пирометры. Первые способны к определению низких показателей оборудования, например, холодильной камеры. Вторые осуществляют замеры данных сильно нагретого предмета, температуру которого нельзя определить «на глаз».

Как правило, такие измерительные устройства выдают ощутимую погрешность, завышая показатели. Исполнение определения данных. Здесь все предельно просто: стационарные приборы, которые используют в случае необходимости точных измерений, и мобильные пирометры, которые помимо точных данных дают возможность замера показателей в труднодоступных местах, например при осуществлении замера показателей конкретного участка трубопровода.

Визуализация полученных данных. Для удобства считывания полученных данных производят устройства с цифровым/текстовым значением на дисплее.

Для более глубоко анализа и подробной информации используют устройства с графическим методом представления данных. Такие устройства осуществляют сбор данных предмета разложением температурных зон на спектр.

Технические параметры

Следует обратить внимание на такие технические параметры, которые имеют пирометры для измерения температуры бесконтактным методом:

  • диапазон;
  • отношение расстояния к размеру изображения;
  • излучаемость;
  • время отклика;
  • разрешение;
  • основная погрешность.

Технические параметры бесконтактных средств определения температуры объекта. Диапазон возможности данных замеров от – 50 до 1 600 C. Отношение расстояния к размеру изображения — 50:1. Излучаемость регулируется, установлена на 0,95. Время отклика – менее 1 секунды. Разрешение — 0,1C/F. Основная погрешность — ± 1,5% от показаний или ± 2C/± 4F.

Рекомендации к использованию

Каких рекомендаций стоит придерживаться для того, чтобы грамотно эксплуатировать устройство и получать точный результат измерений? Прежде всего, стоит сказать о том, что точность показателей зависит от ряда факторов:

  • способность излучения поверхности объекта;
  • температура измеряемого предмета;
  • температура той среды, в которой находится объект;
  • расстояние, на котором происходит измерение.

Теперь подробнее о каждом. Излучательная способность предмета подразумевает под собой энергию (в данном случае тепло), которое объект отражает от себя. Большая часть предметов имеет способность излучения в пределах от 0,8 до 0,96 . Это объясняет установленный при производстве в недорогих пирометрах показатель 0,95.

Температура предмета меняет способность излучения предмета, поэтому здесь может быть допущена погрешность в измерениях в полтора и более раз. К тому же, непрофессиональный пирометр не может дать точных показаний при замерах температуры предметов, показатель которых превышает отметку 550 градусов.

Температура окружающей среды также вносит свои коррективы в конечный показатель определения температуры. Это обусловлено тем, что в приборах встроены элементы-полупроводники, характеристика которых меняется в зависимости от окружающей среды. Изменение их свойств даст погрешность в прямой зависимости.

Читайте также:  Что делать, если машина застряла в снегу - Лайфхакер

Расстояние, на котором производится определение показателей предмета, отражается на точности конечного результата измерений. Пирометры оснащены оптической системой, поэтому область, с которой производится снятие показаний излучения, прямо зависит от расстояния, на котором находится прибор по отношению к объекту.

При измерении стоит учитывать важную деталь – зона, с которой планируется снимать показания не должна выходить за область объекта. К каждой модели измерительных устройств прилагается инструкция с руководством по эксплуатации, в которой указывается идеальное расстояние и площадь для получения более точных результатов. Среди моделей можно встретить приборы с лазерными указателями из нескольких лучей, обозначающих границы для измерений.

Также рекомендуется предупредить попадание любых взвешенных в воздухе частиц, которые могут отразиться на конечных показателях. Нельзя проводить измерения через прозрачные поверхности, потому что, в таком случае, будет получен результат измерения температуры этой поверхности.

Самостоятельное изготовление

В данном ролике рассказывается о том, как можно сделать простой пирометр своими руками.

В настоящее время существует огромное множество средств для измерения температуры тела бесконтактным способом. В данной статье были рассмотрены классификации пирометров, их технические показатели и факторы, которые влияют на точность измерений температуры объекта.

Несомненно, бесконтактное измерение показателей упрощает работу и делает процесс безопасным. Учитывая полученную информацию из этой статьи, Вы можете выбрать оптимальный вариант прибора для эксплуатации на производстве.

Бесконтактный термометр: как сделать инфракрасный градусник своими руками?

Главная страница » Бесконтактный термометр: как сделать инфракрасный градусник своими руками?

Не только для медицинского измерения температуры, но также на практике отладки схем электроники, тестирования новых конструкций аппаратного обеспечения и т.п. может успешно применяться бесконтактный термометр. Сильно нагревающиеся электронные компоненты, в таком случае, проверяются без риска получения ожога. Аппарат такого типа, конечно же нужен каждому электронщику. И было бы правильным говорить, что настоящий электронщик всегда испытывает желание сделать электронику своими руками, в том числе технический градусник. Поэтому рассмотрим тему – как сделать бесконтактный термометр своими руками на основе инфракрасного сенсора.

Основа инфракрасного бесконтактного градусника

Своего рода «тепловую пушку» доступно построить своими руками на базе популярного набора «Arduino». Схема построения требует применения бесконтактного измерительного модуля температуры типа MLX90614. Благодаря этому устройству, прибор успешно подходит не только для измерения температуры компонентов электронных схем, но также для контроля температуры тела живых организмов.

Один из вариантов исполнения измерительного и преобразующего модуля MLX90614, который необходим для изготовления своими руками электронного инфракрасного градусника

Кроме того, созданный своими руками бесконтактный термометр достаточно точно измеряет температуру:

  • различных поверхностей,
  • воздушных потоков вентиляции,
  • режимов и деталей систем кондиционирования,
  • частей автомобильных и других двигателей.

Собственно, бесконтактные термометры широким ассортиментом доступны на коммерческом рынке. Однако цена таких устройств, но главное – творческий интерес, заставляют любителя электронщика применить собственные руки для изготовления градусника.

Что нужно для создания бесконтактного термометра?

Рассмотрим в подробностях, какие электронные компоненты и прочие комплектующие потребуются для самостоятельного производства бесконтактного инфракрасного градусника. Список нужных составляющих следующий:

  1. Набор конструктора электронщика «Arduino Pro».
  2. Модуль измерительный инфракрасный MLX90614.
  3. Контроллер SSD1306 информационного дисплея.
  4. Лазерный диод.
  5. Батарея питания (крона) на 9 вольт.
  6. Кнопка без фиксации
  7. Клемма контактор для кроны.
  8. Соединительные проводники.

Модуль измерительный MLX90614 — продукт «Melexis Microelectronics», представляет композицию двух устройств. Одним устройством выступает инфракрасный термический сенсор, другим — устройство обработки сигналов DSP (вычислительный элемент).

Модуль измерительный бесконтактного термометра работает на принципах закона Стефана-Больцмана. Согласно этому закону, все объекты излучают инфракрасную энергию. Причём интенсивность энергии прямо пропорциональна температуре объекта.

Чувствительный элемент модуля измеряет количество ИК-энергии, излучаемой целевым объектом. В свою очередь, вычислительный модуль преобразует полученное значение 17-разрядным АЦП и выводит уже данные температуры через протокол связи I2C.

Модулем измеряется как температуру объекта, так и температура окружающей среды для калибровки бесконтактного термометра. Характеристики измерительного модуля типа MLX90614 приведены в техническом описании (datasheet MLX90614).

Эффективное расстояние между сенсором и объектом

Одной из важнейших технических характеристик бесконтактного термометра является оптимальная величина расстояния между датчиком и объектом, в границах которой получается точный результат измерений.

Значение этого расстояния, как правило, напрямую связано с техническим термином «Поле зрения» (FOV). Так вот для постройки бесконтактного термометра своими руками используется датчик, значение FOV которого около 80°.

Читайте также:  Каршеринг в Подмосковье полный список компаний

Так называемое «поле зрения» инфракрасного сенсора, которым определяется степень чувствительности объекта с точки зрения точного определения температуры

Если применить графику, диапазон чувствительности устройства логично отобразить конической формой, конус которой расширяется по мере удаления от точки восприятия датчика. Соответственно, по мере удаления от измерительного объекта зона чувствительности прибора увеличивается вдвое.

Таким образом, каждый 1 см удаления бесконтактного термометра от контрольного объекта приводит к увеличению зоны чувствительности на 2 см и как результат — к снижению точности измерения. Конструкция бесконтактного термометра своими руками предполагает размещение лазерного диода недалеко от сенсора, чтобы контролировать направленность и чувствительную область датчика.

Практика применения самодельного бесконтактного термометра показала оптимальное расстояние от объекта не более 2 см.

Принципиальная схема самодельного инфракрасного термометра

Электронная схема прибора относительно проста, не представляет особых сложностей для сборки своими руками.

Электронная схема включения набора Arduino как функционального элемента бесконтактного термометра: 1 – модуль Arduino Uno; 2 – измерительный модуль MLX90614

Фактически представленной схемой задействованы всего четыре функциональных линии, две из которых линии питания и другие две линии связи SDA и SQL. В составе схемы бесконтактного термометра под сборку своими руками используется минимум компонентов обвязки:

  • два постоянных резистора номиналом 4,7 кОм,
  • один постоянный конденсатор сглаживания номиналом 0,1 мкФ.
  • два готовых электронных модуля.

Соответственно, к модулю Arduino Uno подключается информационный дисплей – модуль SSD1306 OLED или аналогичный. Схему подключения этого модуля легко отыскать среди публикаций, рассматривающих работу с Arduino.

Какой необходим корпус под градусник своими руками?

Здесь фантазии электронщиков-любителей ограничиваются только лишь существующими возможностями и расходной ценой. Как правило, корпус бесконтактного термометра выглядит удобным и практичным, если сделан в образе пистолета. Такую конструкцию комфортно удерживать в руках и направлять детектор на контрольный объект. Самодельный «пистолет» бесконтактного термометра допустимо изготовить из разных материалов. Удачно подходит:

  • пластик,
  • лёгкие металлы,
  • даже картон может стать подходящим материалом.

Пример корпуса бесконтактного термометра, сделанного своими руками, показан на картинке ниже:

Таким, примерно, достаточно эксклюзивным и оригинальным может выглядеть корпус самодельного бесконтактного термометра, внутри которого вмещаются все рабочие модули

Корпус прибора изготавливается не только с учётом размещения всех электронных модулей, но также с учётом размещения элемента питания, как правило, батареи типа «Крона».

Как запрограммировать Arduino на бесконтактный термометр?

Программирование модуля Arduino преследует цель получения значения температуры от измерительного модуля MLX90614 с последующим отображением на OLED-дисплее Arduino. Содержимое имеющегося программного кода упрощённое, благодаря разработанной библиотеке чтения данных MLX90614. Библиотека доступна для загрузки здесь.

Загруженная библиотека добавляется к Arduino IDE командой «Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library» с указанием месторасположения загруженного ZIP-файла. Также потребуется выполнить инструкции по взаимодействию OLED дисплея с модулем Arduino, установить необходимые библиотеки для модуля дисплея OLED.

Код бесконтактного термометра под Arduino загружается внешним программатором TTL или аналогичным. Затем останется подать питание, нажать кнопку активации бесконтактного термометра. Если всё сделано правильно, лазерный луч отобразится на контрольном объекте, а температура объекта отобразится на OLED-экране.

Пирометр что это такое. Подробные фото и видео, а также зачем нужен в машине

На днях с одного китайского известного сайта, мне пришел инфракрасный пирометр. С одной стороны не совсем автомобильный гаджет, ведь он имеет широкое применение. С другой стороны брал именно для авто, чтобы контролировать температуру аккумулятора и скажем системы охлаждения. Однако многие не знают — что это такое и как он работает. Сегодня не сложная, но однозначно полезная статья, в которой я вам расскажу о принципе работы. Будет и фото и видео. В общем читайте …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

  • Конструкция прибора
  • Как работает пирометр
  • Про погрешность и температуру работы
  • Про применение в автомобиле
  • ВИДЕО ВЕРСИЯ

Для начала как обычно определение.

Пирометр – это устройство для дистанционного измерения температуры с поверхности любого материала (будь это даже человеческая кожа).

Простыми словами это бесконтактный градусник, который производит замеры очень быстро считывая тепловое излучение.

По многочисленным просьбам оставляю ссылку на проверенного продавца на АЛИЭКСПРЕССЕ — ПЕРЕЙТИ, хотя бы просто зайдите и посмотрите.

Конструкция прибора

Сейчас просто уйма градусников и прочих устройств, которые считывают (измеряют) температуру с поверхности. Но зачастую все они имеют контактную схему работы.

Читайте также:  Резка металла газовым резаком как правильно пользоваться пропан-кислород, сварка для начинающих, нас

Пирометр работает совершенно по другому принципу. Он улавливает тепловые волны которые излучает поверхность.

В конструкции прибора есть специальный «раструб» именно сюда и приходит излучение от поверхности. Далее в самом начале «раструба» есть пирометрический датчик, именно в нем тепловая энергия преобразуется в электрический импульс. Чем выше температура испускаемая с поверхности, тем больше импульсов будет генерировать датчик, после этого они по специальным алгоритмам преобразуются и выводятся на жидкокристаллический дисплей в виде показаний.

У каждого пирометра, есть своя допустимая длинна работы. Если вы превышаете это расстояние, то показания могут отклоняться на достаточно большой процент. В идеале производитель пишет, на каком расстоянии нужно производить замеры. А также какой процент отклонения будет с увеличением работы.

Как работает пирометр

Принцип работы очень простой. В большинстве моделей есть лазерная точка, для того чтобы видеть поверхность с которой вы снимаете показания.

При нажатии на «курок» точка активируется, и очень быстро снимаются показания теплового излучения. Далее на дисплее отображается температура.

Кстати лазерную точку, можно отключить, как отключить подсветку дисплея.

Питание пирометра зачастую происходит от двух «пальчиковых» (тип «AA») или мизинчиковых (тип «AAA») батарей.

Про погрешность и температуру работы

Пирометры отличаются и по погрешности, есть более точные — но дорогие модели, если менее точные — но гораздо дешевле. Здесь многое зависит от качества датчика, который применяется в конструкции.

Стоит отметить, что есть так называемые медицинские пирометры, они стоят всегда немного дороже (там используются только дорогие датчики), причем они способны считывать температуру с кожи с минимальной погрешностью, например многим промышленным устройствам такое не доступно (погрешность у них больше).

В моей модели, а она именно самая простая, погрешность составляет 1,5% или как заверяет производитель 1,5 – 2 градуса Цельсия при использовании рекомендованного расстояния (для моего пирометра это 300 мм). Все дело в том, что пятно излучения при таком расстоянии всего 38 мм.

При увеличении расстояния до 900 мм, пятно 75 мм. А при 1500 мм, пятно 132 мм. При расстояния от 400 мм начинает снижаться точность. Пятно визирования должно быть в 35 – 38 мм, что достигается именно при расстоянии в 30 см от поверхности.

Также не стоит забывать о максимальных температурных границах, если с плюсом тут все хорошо, это около «+ 380» градусов Цельсия. То вот минус держится всего на уровне «- 50», а в холодных региона может загибать ниже, так что будьте внимательны.

Про применение в автомобиле

Лично я брал именно для измерения в автомобиле различных температур. Например, можно зимой померить температуру аккумулятора, знаете это иногда бывает нужно, для того чтобы определить как ваша батарея разогревается под капотом! А как мы с вами знаем, на морозе батарея очень плохо берет заряд. Но измерить температуру аккумулятора нужно точно, скажем при 10 минутном прогреве мотора или при 20 – 30 минутной езде. Не будете же вы совать в него градусник!

Также пирометр очень полезен в системах охлаждения двигателя, особенно зимой, когда у вас не работает печка (дует холодным), а вы не понимаете почему. Так вот можно замерить температуру скажем до термостата и после него.

Кстати многие проверяют работоспособность катализатора, есть такой метод – прогреть машину хорошо, езда в течение 20-30 минут по трассе. Затем взять пирометр, и проверить температуру перед катализатором (шов сварки) и после (также на шве сварки), если температура после катализатора ниже или такая же, то он забит и не работает!

Именно для машины этот измеритель температуры просто необходим, как я считаю.

ДА и в быту зачастую замеряю температуру розеток, проводов и прочих электрических предметов. Это поможет рассчитать нагрузку.

Сейчас небольшое видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна. Читайте наш АВТОБЛОГ.

(7 голосов, средний: 5,00 из 5)

Похожие новости

ARTWAY RD-301 GPS. Подробный обзор, полный отзыв + видео версия

NEOLINE X-COP R700. Видеорегистратор с WIFI, полный тест и мой л.

INSPECTOR MARLIN S. Полный обзор и мой отзыв

Ссылка на основную публикацию
Электрическая Схема Меган 2
Не горит ближний свет рено меган 2 - Клуб строителей Леонид добрый день! Помогите кто столкнулся аналогичной проблемой и решил...
Шум от насоса в подвале — эффективное решение проблемы
Звукоизолирующий короб и виброизоляция насоса Закончили работы по снижению шума от насоса. Выкладываем видео проделанных работ: Началась история с письма...
Шумоизоляционные материалы для авто, рейтинг лучших
Эмком - авто шумоизоляция, звукоизоляция авто, материалы для шумоизоляции Под шумоизоляцией автомобиля принято понимать комплекс мер, направленных на устранение лишних...
Электрическая схема проводки китайского скутера 4т 125 и 150 cc Сайт про скутеры
Схема электроскутера Для того, чтобы гарантировать своему электроскутеру длительный срок использования и иметь уверенность в безопасности электротранспорта, важно регулярно проводить...
Adblock detector