ИНФРАКРАСНЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ПИРОМЕТР

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно, к устройствам дистанционного бесконтактного контроля температуры, и может быть использована для дистанционного контроля температуры в объектах теплоэнергетики, электроэнергетики, строительства, транспорта, металлургии, машиностроения, ЖКХ, в охранных системах, в лабораторных исследованиях и других отраслях, в том числе в опасных, труднодоступных, горячих и подвижных местах.
Принцип действия инфракрасного пирометра основан на измерении абсолютного значения амплитуды электромагнитного излучения от объекта измерения в инфракрасной части спектра с его последующей обработкой в электронном тракте с преобразованием измеренного значения в температуру и индикацией значений температуры объекта на цифровом табло.
Известны дистанционные пирометры, обеспечивающие указание (подсвечивание) точки, в которой измеряется температура. К таким устройствам относятся, например, пирометр по патенту РФ №86303, МПК G01G 5/0 и оптический пирометр BALTECH ThermaLine, выпускаемый компанией Балтех (BALTECH, info@baltech.ru. Оптические пирометры - технические характеристики). Пирометр BALTECH ThermaLine содержит оптический элемент, фотоприемное устройство, ЖК-дисплей, лазер. Оптика пирометра фокусирует тепловое излучение от контролируемого объекта на детекторе. Электронная часть пирометра преобразует это излучение в электрические сигналы и выдает показания температуры, которые отображаются на ЖК-дисплее. Лазер используется только для указания точки измерения температуры, т.е. для визуализации точки прицеливания на объект.
Недостатком устройства является недостаточная информативность измерений. Факт выхода температуры за установленные верхний и (или) нижний пределы в конкретной точке объекта может быть определен только по цифровым показаниям на ЖК-дисплее. Устройство не осуществляет визуальную сигнализацию на объекте измерения о наличии в конкретной точке объекта аномальной температуры.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является инфракрасный радиационный пирометр АКИП-9302, включенный в Государственный реестр средств измерений за №40283-08, который кроме указания точки измерения температуры обеспечивает звуковую и световую сигнализацию при выходе измеренной температуры за установленные пределы. Пирометр АКИП-9302 содержит корпус с рукояткой, с одной стороны которого размещены цифровой индикатор (дисплей) и устройство задания пороговой температуры, а с другой стороны выполнены окна. В корпусе размещении собирающий излучение объектив и лазерный целеуказатель, установленные у окон корпуса, приемник ИК-излучения, оптически связанный с объективом, блок цифровой обработки сигнала и звуковой индикатор выхода за пределы пороговой температуры. На рукоятке размещено устройство запуска измерений. Устройство содержит световой индикатор выхода за пределы пороговой температуры. Входы блока цифровой обработки сигнала связаны соответственно с выходами приемника ИК-излучения, устройства задания пороговой температуры и устройства запуска измерений, первый выход связан с входом звукового индикатора выхода за пределы пороговой температуры и входом светового индикатора выхода за пределы пороговой температуры, второй выход - с входом лазерного целеуказателя, а третий выход - с входом цифрового индикатора (Пирометры инфракрасные АКИП-9301, АКИП-9302. Руководство по эксплуатации. Москва 2012 г.)
В данном устройстве световая сигнализация выхода измеренной температуры за установленные пределы обеспечивается красным свечением дисплея (тревожной подсветкой), устройство запуска измерений выполнено в виде курка.
Устройство обеспечивает недостаточную информативность измерений. Выявление зон с аномальной температурой сопровождается тревожной подсветкой дисплея, но не самого исследуемого объекта. На самом исследуемом объекте факт обнаружения аномальной зоны никак не отображается. Это не позволяет точно зафиксировать границы зон с аномальной температурой, например, зафиксировать участки объекта с аномальной температурой фотоаппаратом или видеокамерой, что делает такое устройство неудобным, например, при поиске неисправной проводки, заложенной в стену, при фиксации утечки тепла в зданиях и т.д.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании инфракрасного пирометра с более широкими функциональными возможностями, исключающего указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении точности определения границ участков с аномальной температурой, повышения удобства работы с устройством.
Указанный технический результат достигается следующим устройством. Инфракрасный радиационный пирометр, как и прототип, содержит корпус с рукояткой, с одной стороны которого размещены цифровой индикатор и устройство задания пороговой температуры, а с другой стороны выполнены окна, размещенные в корпусе собирающий излучение объектив и лазерный целеуказатель, ориентированные в окна корпуса, оптически связанный с объективом приемник ИК-излучения, блок цифровой обработки сигнала, и звуковой индикатор выхода за пределы пороговой температуры, устройство запуска измерений, размещенное на рукоятке, а также световой индикатор выхода за пределы пороговой температуры. Входы блока цифровой обработки сигнала связаны соответственно с выходами приемника ИК-излучения, устройства задания пороговой температуры и устройства запуска измерений, первый выход - с входом звукового индикатора выхода за пределы пороговой температуры и входом светового индикатора выхода за пределы пороговой температуры, второй выход - с входом лазерного целеуказателя, а третий выход - с входом цифрового индикатора. В отличие от прототипа в устройстве выполнено следующее: световой индикатор выхода за пределы пороговой температуры выполнен в виде источника видимого излучения, имеющего непрерывный или мигающий режим работы, размещенного в корпусе и ориентированного в его окно.
В качестве источника видимого излучения может быть использован полупроводниковый лазер или светодиод. Устройство задания пороговой температуры может быть реализовано в виде устройств кнопочного или сенсорного типа. Устройство запуска измерений может быть выполнено в виде курка или кнопки.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором представлен пример конкретной реализации устройства - функциональная схема пирометра.
Устройство содержит корпус пистолетного типа с рукояткой, с одной стороны которого выполнены окна (на чертеже не показан). В корпусе размещены подсветчик участка аномальной температуры 1 (световой индикатор выхода за пределы пороговой температуры), объектив 2, лазерный целеуказатель 3, приемник ИК-излучения 4, блок цифровой обработки сигнала 5 (БЦОС 5) и звуковой индикатор 6. На рукоятке размещено устройство запуска измерений 7 в виде курка, а на корпусе со стороны, противоположной окнам, размещены устройство задания пороговой температуры 8 и цифровой индикатор 9 (ЖК-дисплей). Объектив 2, лазерный целеуказатель 3 и подсветчик участка аномальной температуры 1 ориентированы в окна корпуса.
Входы БЦОС 5 связаны соответственно с выходами приемника ИК-излучения 4, устройства задания пороговой температуры 8 и устройства запуска измерений 7. Первый выход БЦОС 5 связан с входом звукового индикатора 6 и входом подсветчика участка аномальной температуры 1, второй выход - с входом лазерного целеуказателя 3, а третий выход - с входом цифрового индикатора 9. БЦОС 5 может быть выполнен по известным схемам. В простейшем варианте он может содержать усилитель, аналогово-цифровой преобразователь, микропроцессор, пороговое устройство, схему управления. Для измерения температуры объекта с низкими коэффициентами излучения пирометр оснащают термопарой.
Подсветчик участка аномальной температуры 1 выполнен в виде лазера с длиной волны излучения в видимой области спектра. Пирометр может содержать устройство запуска лазера в непрерывном или мигающем режиме работы. В мигающем режиме работы достигается лучшее обнаружение излучения глазом. Поскольку заметность мигающего пятна выше, это позволяет видеть его на большей дальности.
Пирометр может работать от аккумуляторных батарей, или от внешнего источника питания.
Устройство работает следующим образом.
Для измерения температуры пирометр наводят на объект измерения и включают устройство запуска измерений 7 (нажимают на курок). При этом лазерный целеуказатель 3 лучом указывает центр зоны измерения температуры. Излучение от наблюдаемого объекта попадает на объектив 2, фокусируется и поступает на приемник ИК-излучения 4, где преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный значению температуры объекта измерения, поступающий в БЦОС 5. БЦОС 5 выполняет функции усиления сигнала с приемника ИК-излучения 4, его оцифровку, определение температуры объекта, сравнение с установленной пороговой температурой и запоминание результатов измерения. Измеренное значение температуры отображается на цифровом индикаторе 9.
При необходимости выявления участков, температура в которых выходит за определенные пределы, вводят значения верхнего и (или) нижнего пороговых температур устройством задания пороговой температуры 8. При выходе температуры за установленные пределы срабатывают звуковой индикатор 6 и подсветчик участка аномальной температуры 1, который посылает на объект лазерный луч и обеспечивает световую индикацию факта выхода за пределы пороговой температуры. Появление пятна лазерного излучения около центра зоны измерения, указанного целеуказателем 3, свидетельствует об аномальности зоны. Пользователь может не только наблюдать конкретное место с аномальной температурой, но и зафиксировать его, в том числе фотоаппаратом или видеокамерой. Устройство удобно в использовании.
Таким образом, предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом позволяет повысить точность определения границ участков с аномальной температурой и удобство работы с устройством.