Лазерные термометры работают за счёт обнаружения тепла с помощью специальных инфракрасных датчиков, которые функционируют наиболее эффективно в диапазоне длин волн от 8 до 14 микрометров. В отличие от мнения некоторых людей, видимый лазерный луч нужен только для наведения устройства и не участвует в измерении температуры. Когда эти датчики улавливают инфракрасное излучение, исходящее от поверхностей, они преобразуют его в электрические сигналы. Устройство затем обрабатывает эти сигналы, чтобы определить среднюю температуру в конкретной точке или области, согласно исследованиям, опубликованным Паркером и коллегами в 2023 году. Некоторые высококлассные модели оснащены технологией двойной длины волны. Это позволяет им корректировать показания с учётом таких факторов, как погодные условия в воздухе между термометром и объектом измерения. Благодаря этой функции, такие продвинутые модели могут обеспечивать достоверные показания даже при измерении объектов, находящихся на расстоянии до 300 метров друг от друга, хотя результаты могут варьироваться в зависимости от окружающих условий.
То, как материалы выделяют тепло, известное как поверхностная излучательная способность, имеет большое значение для получения точных температурных показаний. Согласно стандартам ASTM 2022 года, большинство необработанных металлов находятся в нижней части спектра и имеют значения излучательной способности от 0,05 до 0,2. Органические материалы, такие как дерево, как правило, гораздо лучше излучают тепловую энергию и обычно имеют значения от 0,85 до 0,95 по той же шкале. Низкая излучательная способность означает, что такие поверхности излучают меньше обнаруживаемого излучения, что затрудняет точное измерение, особенно при снятии показаний на большом расстоянии. Именно поэтому современные лазерные термометры оснащаются регулируемыми настройками излучательной способности в диапазоне от 0,1 до 1,0. Эта функция позволяет техническим специалистам точно настраивать свои приборы для ситуаций, когда присутствуют различные материалы, обеспечивая более надёжные измерения даже на расстояниях свыше 50 метров.
При рассмотрении принципа работы инфракрасных термометров соотношение расстояния к размеру пятна (D:S) по сути показывает, какую область мы фактически измеряем по сравнению с расстоянием до объекта, который необходимо проверить. Возьмём, к примеру, соотношение 30:1. Это означает, что если кто-то направит свой термометр с расстояния 30 метров, он будет получать показания с участка диаметром около одного метра. Соблюдение этих соотношений имеет важное значение для получения точных результатов. Однако при превышении указанных пределов точность быстро снижается — примерно на плюс-минус 2 градуса Цельсия за каждый дополнительный метр, согласно некоторым испытаниям, проведённым в 2022 году Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Ситуация усложняется ещё больше при наличии таких факторов, как туман или пыль, поскольку эти частицы рассеивают инфракрасное излучение, на котором основана работа приборов. Это делает измерения менее надёжными и повышает вероятность получения температурных данных с участков, которые не были целью измерения.
Объективы из германия хорошего качества, оснащённые просветляющими покрытиями, значительно снижают потери сигнала. На расстоянии около 100 метров такие специализированные объективы обеспечивают затухание менее 2%, в то время как обычные объективы могут терять до 15% силы сигнала. Другой важной особенностью являются многокомпонентные линзовые сборки, которые решают проблему теплового расплывания при работе в жарких условиях. Это особенно важно в промышленных условиях, где оборудование работает непрерывно. С учётом последних улучшений, производителям удалось уменьшить размер измерительного пятна примерно на четверть по сравнению с показателями 2018 года. Более маленькие пятна означают лучшее оптическое разрешение в целом, что позволяет точно наводиться на мелкие детали или удалённые цели, которые иначе было бы трудно различить.
Окружающая среда действительно мешает измерениям на больших расстояниях. Когда влажность превышает 60 %, инфракрасные сигналы начинают рассеиваться примерно на 23 % сильнее обычного. Перепады температуры более чем на 10 градусов Цельсия также могут искажать показания — примерно на 2–4 % каждые 15 метров, как показали недавние исследования, проведённые компанией Acuity Laser в прошлом году. Кроме того, в воздухе присутствует множество различных частиц — капли дождя, туман, пыль, — которые либо поглощают, либо отражают инфракрасный свет ещё до его попадания на сенсор. Все эти проблемы усиливаются по мере увеличения расстояния. Именно поэтому стабильность атмосферы так важна, если кто-то хочет, чтобы результаты измерений имели реальный смысл.
Из чего что-то сделано, действительно имеет значение, когда речь идет об обнаружении объектов с помощью инфракрасных технологий. Блестящие металлические поверхности отражают большую часть получаемого ИК-света — около 85–95 процентов, согласно исследованию Meskernel прошлого года. Напротив, матовые тёмные покрытия поглощают около 90 процентов попадающего на них излучения, что делает измерения температуры значительно более точными. Сложность возникает с материалами, которые сами по себе плохо излучают тепло, такими как алюминий или нержавеющая сталь. Если настройка коэффициента излучения будет ошибочной даже на 0,05, то измерения с расстояния 20 метров могут отличаться от реальных значений более чем на десять градусов Цельсия. Именно поэтому в новейшее оборудование начали добавлять такие функции, как два лазерных указателя и справочные таблицы для типичных материалов, встречающихся на объекте, чтобы специалисты могли правильно настроить прибор без необходимости угадывать.
Лазерные термометры просто не будут работать должным образом при попытке измерения температуры сквозь обычное стекло или густой пар. Причина в том, что стекло отражает обратно около 90% инфракрасных лучей, а значит, на дисплее отображается температура самого стекла, а не объекта за ним. В условиях пара ситуация становится ещё хуже, поскольку мельчайшие капли воды, находящиеся в воздухе, хаотично искажают инфракрасные сигналы. На производственных объектах, где котлы регулярно проверяются, это может привести к погрешности измерений до 15 °C и более. Тем, кто работает с такими устройствами, следует помнить, что нельзя направлять их через прозрачные материалы или в среды, насыщенные водяными парами, если требуется получить точные результаты.
Для получения точных показаний убедитесь, что датчик направлен строго на поверхность, которую он измеряет, желательно в пределах примерно 5 градусов от идеально перпендикулярного положения. При угле наклона около 30 градусов относительно центра инфракрасные показания могут снизиться аж на 40 процентов, что существенно искажает результаты измерений. Также важно учитывать соотношение расстояния к размеру пятна — параметр, определяющий минимальный размер объекта, который можно корректно измерить. Например, прибор с типичным соотношением 30:1 на расстоянии трёх метров требует площади цели шириной не менее 10 сантиметров для правильной работы. Если операторы не соблюдают эти рекомендации, они регистрируют нежелательное фоновое излучение вместе с тем, что нужно измерить, и это полностью искажает все данные. Большинство таких ошибок возникает из-за того, что люди недостаточно обучены тому, как эти устройства работают в реальных условиях.
Лазерные термометры стали незаменимыми инструментами во многих промышленных условиях, где важна безопасность. Эти устройства позволяют работникам измерять температуру на деталях, которые либо опасно трогать, либо просто труднодоступны. Для инженеров-электриков они являются спасением при осмотре включенных автоматических выключателей и трансформаторов, позволяя не подходить слишком близко и избегать риска опасных дуговых разрядов. На производственных участках обслуживающий персонал может сканировать обмотки двигателей и подшипники конвейеров даже во время работы оборудования на полную мощность. Это означает, что предприятиям не нужно так часто останавливать производство для проверок. Некоторые объекты сообщают о сокращении времени простоя от 30% до почти половины по сравнению со старыми контактными методами, требовавшими полной остановки операций.
В наши дни большинство энергоаудиторов используют лазерные термометры для выявления мест, где тепло уходит из зданий, и где изоляция не справляется со своей задачей. В сочетании с проверкой методом «испытательной двери» (blower door test) такая технология позволяет обнаруживать коварные утечки воздуха с достаточно высокой точностью — около 94%, по крайней мере, именно такие данные были опубликованы Министерством энергетики в 2023 году. Ценность такой настройки заключается в способности быстро сканировать внешние поверхности всего здания. Эти приборы фиксируют даже незначительные перепады температуры — до примерно 1,8 градуса по Фаренгейту или около 1 градуса по Цельсию. Обнаружение таких участков помогает подрядчикам сосредоточить свои усилия именно там, где это необходимо, для достижения максимальной экономии энергии.
Солнечная электростанция где-то в центральных районах США смогла сократить расходы на техническое обслуживание примерно на 60%, перейдя на использование лазерных термометров для дистанционной проверки панелей. Технические специалисты выявляют проблемные участки при обнаружении разницы температур более чем на 28 градусов по Фаренгейту по сравнению с окружающими панелями. Больше не нужно лазать по этим крышам. До этого изменения работники тратили около 300 часов в год на проведение таких опасных проверок. Уровень безопасности определённо повысился, и работа стала проходить более гладко. Некоторые могут спорить о точном проценте экономии, но все согласны, что жизнь сотрудников по обслуживанию стала проще — им больше не нужно рисковать падением, чтобы выяснить, какие панели выходят из строя.
Исследователи дикой природы начали использовать лазерные термометры для наблюдения за животными, не вызывая у них стресс, особенно при работе с редкими или охраняемыми видами. Согласно исследованию, опубликованному в 2022 году зоологами, эти устройства могут измерять температуру с точностью до половины градуса по Фаренгейту (около 0,28 градуса Цельсия), даже находясь на расстоянии 100 футов. Такая точность помогает выявлять лихорадку у групп животных до того, как она слишком широко распространится среди популяций. Преимущество этого метода заключается в том, что учёные могут отслеживать болезни, не нарушая естественного поведения животных. Подобные наблюдения дают нам важные сведения о происходящем в экосистемах и состоянии различных животных популяций с течением времени.
Инструменты бесконтактного измерения температуры различаются по области применения и назначению. Лазерные термометры обеспечивают измерение в одной точке с типичным соотношением D:S от 10:1 до 50:1, тогда как тепловизоры фиксируют тысячи точек данных для создания полных тепловых карт. Основные различия приведены ниже:
| Особенность | Лазерный термометр | Тепловизор |
|---|---|---|
| Точность измерения | ±1% от показания | ±2 °C или 2% от показаний |
| Эффективный диапазон | До 100 метров | До 1 000 метров |
| Стоимость (входной уровень) | $50 - $300 | $800 - $2 500 |
Тепловизоры идеально подходят для диагностики сложных тепловых режимов в электрических системах или строительных ограждающих конструкциях, тогда как лазерные термометры предлагают экономически эффективное решение для быстрых точечных измерений при плановом техническом обслуживании оборудования (Thomasnet 2023).
Современные инфракрасные системы объединяют лазерное целеуказание с тепловыми датчиками, чтобы устранить недостатки каждой из технологий при автономном использовании. Более новые гибридные устройства фактически оснащены встроенными лазерными дальномерами, которые рассчитывают расстояние от устройства до объекта, что повышает точность измерений примерно на 15–20 процентов по результатам реальных полевых испытаний. Для предприятий, использующих концепцию промышленного интернета вещей, такое сочетание позволяет круглосуточно контролировать различные движущиеся части, такие как вращающееся оборудование и конвейерные ленты, без необходимости постоянного присутствия оператора. Некоторые производственные предприятия сообщают, что благодаря этим более интеллектуальным системам мониторинга им удаётся выявлять потенциальные неисправности за несколько дней до их возникновения.
Выберите лазерный термометр, когда:
Согласно опросу 2023 года, 68% менеджеров объектов предпочитают лазерные термометры для рутинных проверок благодаря их портативности, простоте использования и быстрым результатам.
Нет, лазерные термометры не могут точно измерять через стекло, поскольку стекло отражает около 90% инфракрасных лучей.
Лазерный термометр имеет эффективный диапазон до 100 метров.
Эмиссия влияет на то, как поверхности излучают тепловую энергию; неправильные настройки могут привести к неточным показаниям.
Да, лазерные термометры commonly используются при диагностике зданий для обнаружения утечек тепла и участков с недостаточной теплоизоляцией.
Мы предоставляем полный набор решений для проектирования продукции. Измерительный инструмент бренда заводской поставки с 2011 года. Нужна помощь? Поговорите сегодня с нашей дружелюбной командой.
2-й этаж, здание Каньтянь, Фонтанный Научный Парк, улица Пинан, город Пинху, район Лонгган, Шэньчжэнь, Китай, 518111
Авторское право © 2025 года, Shenzhen FLUS Technology Co., Ltd. Политика конфиденциальности
EN
