Дуть или не дуть, и другие опыты с инфракрасным термометром

Дуть или не дуть, и другие опыты с инфракрасным термометром

Часть 1.В случае если станет “Бо-бо” при обработке царапинки йодом, мы начинаем дуть, дабы охладить рану и уменьшить чувствительность кожи. В случае если нужно выяснить направление ветра, мы слюнявим палец и по охлаждающейся части решаем вопрос. В случае если в поезде отсутствует холодильник – заворачиваем бутылку в мокрое полотенце и выставляем её за окно охладиться.

В случае если кроме того забранный с краю тарелки суп (об этом ниже) так же, как и прежде тепёл, мы принимаем экстренные меры охлаждения, дуя на него.
Смотрите кроме этого: Фонарик-свисток напечатанный на 3D-принтере

Фонариков, трудящихся от батареек много, отыскать в памяти хотя бы те механические, которыми все мы «вжикали» в юные годы. А вот южнокорейский инженер Тим Чё (Tim Cho) сконструировал несложной фонарик, что трудится от перемещения воздуха. Дабы светодиод получил, нужно дуть в фонарик, как в свисток.Собственный фонарик Чё спроектировал в программе Autodesk Inventor и «напечатал» на 3D-принтере.

Неспециализированное время изготовления изделия заняло около семи часов — по полчаса на каждую из 15 подробностей.

На Geektimes был показан опыт по охлаждению воды при дутье. В том месте датчик температуры размещен в толще жидкости. Но при данном методе, охлаждение начинается как раз с поверхности. Заметить динамику процесса окажет помощь инфракрасный термометр. Итог продемонстрирован в заявке на Шнобелевскую премию (за успехи, каковые заставляют сперва захохотать, а позже — задуматься).В начале фильма происходит относительно медленное естественное охлаждение с 63,7 до 62,4 градуса.

После этого начинается обдув ртом. Как сказал Амаяк Акопян: “Необходимо в обязательном порядке дунуть! Если не дунуть — чуда не случится”.

Дуем: за пять секунд температура прекрасным образом снизилась с 62,4 до 43,4 градуса. Не дуем: за счет смешивания с более тёплыми нижними слоями, температура увеличилась до 56,3 градуса за пять секунд. Неспециализированное охлаждение составило 6,1 градуса. Второй раз дуем — не дуем. Соответствующие показатели: 56,3 — 39,4 — 51,8 градусов. Охлаждение еще на 4,5 градуса. Третий обдув: 51,8 — 37,9 — 47,7 градуса.

Охлаждение на 4,1 градуса. За 42 секунды фильма жидкость охладилась на 16 градусов. По окончании “бури в ложке” легко представить, как происходит охлаждение океанов и поверхности морей, и перемещение охлажденных весов при действии сильных ветров. Сейчас ясно, что испарение есть одной из обстоятельств замерзания и нашего охлаждения, в то время, когда дует кроме того теплый ветер.

Принцип работы инфракрасного термометра достаточно несложен – излучение от предмета изучения поступает на чувствительный элемент термометра через оптическую совокупность, подобно тому, как мы концентрируем солнечный свет при попытке зажечь бумагу при помощи линзы. Всё подчиняется законам оптики. Сам прибор есть пассивным — ничего не излучает, не обращая внимания на угрожающий “пистолетный” корпус у некоторых моделей инфракрасных термометров (про лазер-целеуказатель обращение пока не идет).

Для правильного измерения температур, совершенный прибор кроме значения температуры(!), должен иметь данные о материале объекта, а также, состоянии его поверхности (шероховатости, окислении, и т. д.), от которых зависит выбор верного коэффициента излучения. Логично, что прибор не имеет возможности взять полностью совершенно верно всю эти сведенья, исходя из этого сказать о высокой точности измерений не приходится.

Вот итог измерения температуры колбы ламп: накаливания, компактной люминесцентной и светодиодной. Попытка приблизиться к подлинному значению температуры осуществляется при помощи введения спектрального коэффициента излучения – отношение энергетической яркости настоящего излучателя к яркости полностью тёмного тела при той же температуре для данной длины волны.

В описаниях устройств излучательная свойство (коэффициент излучения, коэффициент эмиссии, степень черноты) обозначается буквой ? (эпсилон в греческом алфавите) и определяется для различных материалов, типов и температур поверхности. По сути, установка верного коэффициента и есть одним из залогов правильного измерения температуры.

В имеющихся таблицах этот коэффициент в большинстве случаев, имеет некий диапазон, поскольку нереально полностью определить условия измерения, его покрытия и состав материала. Как все непросто в этом вопросе, достаточно взглянуть на значения эпсилон для алюминия, железа либо стали. В некоторых устройствах имеется возможность трансформации коэффициента излучения, в других таковой возможности нет – в них выставлено фиксированное значение 0,95.

По таблице можно понять, для каких материалов подходит этот коэффициент, и ясно, что показания температуры для других поверхностей будут искажены.Выходом из положения для устройств с фиксированным коэффициентом может послужить таблица пересчета показаний прибора. Нужно умножить показания прибора на коэффициент в левом столбце таблицы коэффициентов излучения материалов.

Быть может, я что-то и намудрил в формуле для вычисления левого столбца, но сущность в том, что имея показания измерителя при ? = 0,95 и зная коэффициент излучения материала, возможно выяснить его температуру.Инфракрасный термометр окажет помощь вычислить коэффициент излучения фактически любого материала по следующей методике. Сперва любым правильным термометром определяют температуру поверхности объекта: Тэталона.

После этого создают измерение температуры поверхности материала при помощи инфракрасного пирометра: Тпирометра. Имея значение Тэталона, Тпирометра и фиксированного ? = 0,95, возможно найти значение коэффициента излучения испытуемого материала. Одним из способов увеличения точности измерения, который связан с коэффициентом излучения, есть способ “наклейки”.

На поверхность малоизлучающего материала (полированной хромированной подробности) возможно нанести краску либо наклеить полосу узкого материала с известным коэффициентом излучения, к примеру – малярную ленту. За счет теплопроводности, полоса получает температуру измеряемого материала и излучает с громадным и самое основное – известным коэффициентом излучения.

При необходимости проведения нередких измерений возможно применять этот способ, наклеив метки-полосы в нужных для снятия температур местах. Кроме знания коэффициентов излучения поверхности, для правильного определения температуры нужно обеспечение оптимальных условий измерения. 1. Выбор центра области измерения на объекте, имеющем разную температуру поверхности. 2. Определение размера поверхности, с которой происходит измерение температуры.

3. Подбор расстояние до объекта по чертям оптической безопасности работы и системы термометра. 4. Обеспечение стабильности температуры корпуса прибора (у гремучей змеи в этом замысле все прекрасно). 5. Отсутствие посторонней засветки либо её учёт в следствии измерения.

Приемник излучения инфракрасного термометра трудится в той части электромагнитного излучения, где функционируют инфракрасные пульты дистанционного управления бытовой техникой. Влияние излучения инфракрасного светодиода на показания инфракрасного термометра продемонстрировано в короткометражке “Пульт”.

Обратите внимание, что пульт находится в прозрачной пленке, а светодиод трудится в режиме громадной скважности. Однако, явление имеет место и его возможно применять для проверки как пульта управления, так и инфракрасного термометра. ИК-пульт управления проверяется многими методами, но термометра среди них ещё не было. Так как инфракрасное излучение выполняет законы оптики, то ему свойственно явление отражения от поверхности, что продемонстрировано в фильме “Отражение”.

Термометр установлен под углом 45 градусов к поверхности. Излучаемое рукой тепло (ИК-излучение) отражается от бумаги и поступает в термометр, увеличивая его показания. Оба эти фильма демонстрируют то, что при измерениях температуры нужно учитывать фактор посторонней (паразитной) засветки.

Измерения? Сравнительные измерения! Не смотря на то, что желание определить правильную температуру принципиально важно, в безотносительном большинстве случаев её правильное значение не имеет громадного значения.

На практике, значительно информативнее являются результаты сравнения температуры в различных местах данного или других объектов. В этом содержится “конек” инфракрасного его старшего и термометра брата – тепловизора. Кстати, на базе пирометра, любители электроники, при помощи механической развертки изготавливают аналог тепловизора.Применение температурных аномалий разрешает отыскать множество применений термометру.

Начнем с популярной технологии “теплый пол”, обладатели которого опасаются пробить водяные трубки (либо повредить электрический кабель) при сверлении пола. Дабы определить расположение трубок трудящегося пола, возможно забрать тепловизор и заметить всю картину на экране. Но возможно обойтись и меньшими затратами, применяв инфракрасный термометр.

Для демонстрации разработки, в целях одновременного наблюдения за точкой измерения на полу, индикатором и линейкой прибора, в фильме использован “пистолетный” термометр, но и с обозреваемым прибором итог будет подобным – расположение определяется с легкостью!

Коль упомянут второй прибор, остановимся на их сравнении. Картина, где роль “пули” играется термометр МТ4004. Разные модели пирометров смогут оснащаться возможностью аппаратными настройки и дополнительными средствами режимов работы.

Инфракрасный термометр с желтым корпусом имеет лазер и подсветку шкалы для указания центра области измерения температур. Исходя из этого, в случае если внезапно найдёте лазерное пятно на лбу соседа либо собственном, не нужно очень сильно пугаться. В полной мере быть может, что это трудится не снайпер, а всего лишь ребенок, измеряющий температуру. Не смотря на то, что его в обязательном порядке нужно предотвратить об опасности лазерного излучения. Неправильно вычислять, что термометр измеряет температуру в точке, на которую показывает пятно лазера.

Во-первых, ось лазера конструктивно, и в следствии неточной юстировки смещена от оси датчика термометра. В лучшем случае существует лишь одна точка пересечения этих двух прямых, расположенная на малоизвестном расстоянии от прибора. Лазер возможно применять только для облегчения предварительного наведения на цель с последующим поиском самая горячей точки по показаниям на индикаторе.

Во-вторых, температура измеряется с области, образованной кругом, диаметр которого зависит от расстояния до измерителя. Эта зависимость определяется оптической совокупностью, именуется “field of vision” (поле зрения), ”оптическое разрешение” либо “показатель визирования”, и выражается в виде отношения диаметра пятна, с которого измеряется излучение, к расстоянию до него – D:S.

К примеру, для желтого термометра это соотношение равняется 12:1, оно указывается в виде картины на корпусе, из которой ясно, что на расстоянии 1,5 метра, диаметр измеряемого пятна составит 13,2 см. В случае если измерить температуру мухи с данного расстояния, то ничего хорошего не окажется, поскольку не считая мухи с длиной тела 8 мм в поле измерения термометра попадет тепловое излучение с огромной (если сравнивать с размером мухи) площади поверхности, окружающей данное насекомое.

Соотношение D:S у разных термометров простирается впредь до 400:1 (возможно бывает и выше), что разрешает на удалении 28 метров измерить излучение от пятна диаметром 8 см. Дабы обладатели не путали расстояние с диаметром, в инфракрасном термометре MT4004 все элементарно легко: D:S=1:1. На расстоянии 1 метр определяется излучение с диаметра 1 метр, на 1 см – 1 см. При измерениях, диаметр пятна обязан как минимум – вписываться в размер объекта. Другими словами, это термометр ближнего радиуса действия.

На маленьких расстояниях использование лазера не нужно, исходя из этого он отсутствует в данном термометре, что положительно отражается на электрическом потреблении и размерах. Таким прибором легко измерить “среднюю температуру по поликлинике”. Для этого нужно подойти к поликлинике на такое расстояние, дабы она всецело поместилась в круг измерения. Но такая температура имеет предельное число нужной информации.

Значительно серьёзнее локальные измерения. К примеру, электрики смогут найти перегретый контакт в щитовой, розетке либо выключателе, скоро “пробежаться” по автоматам, дабы выяснить самую нагруженную линию без применения измерителей и вскрытия щитка тока. Для теплотехников данный прибор по определению есть кладезем информации. Сейчас о пчёлках и цветках с “тепловой” версией поиска.

Обращали внимание, что цветы в раскрытом виде чем-то похожи на компакт-параболики либо фазированную антенную решётку? Они кроме этого ловят сигнал (солнечное тепло) и показывают его своим почитателям – пчелкам/бабочкам в виде теплового луча. В случае если измерить температуру цветка, то возможно найти занимательный эффект, что показания прибора немного выше, чем температура листьев.

Улавливая тепловые странности, насекомые стремительнее находят цветок (быть может принимают в нём солнечные ванны?) – чем не версия? Одним экспертом кроме этого была высказана версия, что листья холоднее из-за происходящего на них испарения жидкости (к испарению мы ещё возвратимся). На фотографиях продемонстрирована отличие листа и температур цветка для одуванчика. Другие растения приведены в фотоальбоме, ссылка на что имеется в конце статьи.

Примечательно, что для увядших тюльпанов таковой отличия в температурах нет. По всей видимости, изменяется структура поверхности лепестков либо значительно уменьшается испарение с листьев.Прибор разрешает с легкостью (если не считать 10 мин. ожидания, в то время, когда объект утомится от постоянного полета) измерить температуру осы. Основное в этом деле – не опасаться. Для сравнения, стекла и температура рамы составляла приблизительно 26 градусов. По окончании съёмок насекомое было отпущено на свежий воздушное пространство. Кстати, о воздухе.

Любопытным фактом есть то, что инфракрасный термометр радиационного типа разрешает измерять температуру объекта через воздушное пространство, имеющий большую температуру (кроме того через пламя). Это показано в фильме “воздух градусов и Инфракрасный 650 термометр”, где дует особый инструмент.

При отсутствии фена, термометр показывал температуру экрана монитора 26,4 градусов. По окончании того, как между термометром и объектом съёмки была направлена струя разогретого до 650 градусов воздуха, температура фактически не изменилась (незначительное повышение позвано попаданием сопла в видимую прибором область). Не смотря на то, что, как было продемонстрировано в прошлом фильме, влияние воздуха на показания прибора незначительно, увлекательные результаты получаются как раз при измерении температуры воздуха.

Довольно много воздуха над нами. Вот так холодно наверху, в то время, в то время, когда температура травы под прибором образовывает +21,3 градуса. Температура “неба” зависит от времени суток и года, состояния воздуха, облаков и наличия туч, количества пара, взвешенных в воздухе пылинок и т. д. К примеру, при затягивании неба тучами, температура переходит из отрицательной области в хорошую. Результаты измерений в первые дни июня.

Диапазон трансформации температуры “в том месте” (брови наверх) велик кроме того летом. Инфракрасным термометром возможно измерить температуру со стороны Солнца, выяснить границы и местоположение туч, кроме того маленьких. Вот такое видео “тучи и Температура неба”, из которой через несколько мин. начался ливень.

А так выглядит облака и температура неба на gif-ке.Точно многие люди замечали, что при наличии туч в зимнее либо ночное время температура окружающей среды выше, чем без них. Одна из обстоятельств в том, что тучи блокируют тепловое излучение от поверхности почвы и отражают его обратно. Но в случае если днем небо затянуто тучами (мешающими Солнцу нагреть почву), а ночью облака расходятся (увеличивая тепловое излучение в космос), и без того длится пара дней, то температура заметно понижается.

Так, этот метод измерения дает возможность приобрести большое количество занимательной информации для прогноза погоды, оценки радиационного выхолаживания, загрязненности воздуха, типа и величины облачности. Инфракрасная съемка поверхности планеты, среди них и туч, проводится с космического спутника NOFF-16. Но не меньше занимательные эти смогут быть взяты при измерении температуры туч и с поверхности планеты. Именно в этом случае, “средняя температура по поликлинике” будет нужна.

Лишь не нужно измерять температуру неба с включенным лазерным целеуказателем, в то время, когда в том месте пролетает самолет, дабы не превратиться из исследователя в хулигана. Изучить на нагрев летящие самолеты кроме этого не требуется, все придумано до нас. Займемся более приземленным и популярным продуктом – автомобилем.

Из автомобиля возможно на скорости создавать измерение температуры неба либо дорожного полотна, но значительно увлекательнее изучить сам автомобиль, в котором имеется большое количество нагревающихся элементов. Электромобили уменьшают их количество, но то, что мы будем измерять, имеется кроме того у них. Речь заходит о колесах. Колеса разогреваются в следствии трения о дорожное покрытие, об ось вращения и при работе тормозной совокупности. При перемещении они вращаются и охлаждаются.

В следствии появляется некое тепловое равновесие. Но время от времени, в данной сбалансированной совокупности что-то нарушается, происходит перегрев с последующим взрывом покрышки, разрушением узла, блокировкой либо отказом тормозов. Последствия легко представить, и они смогут привести к людским жертвам.

В случае если в поисковой совокупности произвести поиск по словам “авария из-за лопнувшего колеса” либо взглянуть видео на тему “лопнувшее колесо”, то возможно встретить обстановку со радостным финишем, но время от времени, все заканчивается не столь радужно. Одной из обстоятельств взрыва шин есть перегрев колес. Возможно ли предотвратить водителя о начале происхождения аварийной обстановке?

С целью этого нужно создавать измерение температуры колес автомобиля, как это реализовано в болидах “Формулы-1”. В совершенстве измеритель должен быть встроен в любой автомобиль будущего, но для уже выпущенных автомобилей это нереально. Водители старшего поколения контролируют перегрев колеса рукой при остановках, но на данный момент эта привычка видится достаточно редко. На помощь может придти инфракрасный термометр, измеряющий температуру на расстоянии.

Вот итог измерения инфракрасным термометром только что остановившегося автомобиля. По окончании 15-минутной поездки по городу наблюдаются различия в температурах колес. То, что передние нагрелись посильнее задних, это логично, но отличие температур между передними, заставляет задуматься. Обстоятельством возможно какая-либо неисправность, причем не только в правом, но и левом колесе.

Так, при помощи инфракрасного термометра возможно контролировать ходовую и тормозную совокупности автомобиля. Преимуществом раннего обнаружения неисправности, кроме снижения аварийности и увеличения безопасности, являются увеличение срока и экономия топлива работы подробностей, что не идёт ни в какое сравнение со ценой инфракрасного термометра.

На данный момент, кроме измерения скорости, при перемещении автомобиля возможно произвести его взвешивание, выяснить содержание паров алкоголя в салоне. Для обнаружения разогревшихся колес при перемещении автомобиля, возможно создать и внедрить совокупность автоматического измерения температуры на расстоянии. Устройство возможно реализовать на базе тепловизора либо пирометра.

К примеру, установить линейку из нескольких пирометров по высоте с каждой стороны дороги, по которой проезжает автомобиль (аналог ПЗС матрицы в сканерах). Механическая развертка осуществляется в следствии перемещения автомобиля. При реализации идеи появятся разные инженерные задачи, к примеру — исключить влияние солнечного нагрева, дождя и снега.

Но в любом случае, температура колес будет увлекательной информацией для водителя.Все мы были мелкими, и не забываем, что в случае если каша через чур тёплая, то лучше зачерпнуть её ложкой с краю тарелки. И вот эти эмоции взяли экспериментальное подтверждение. Считается, что инфракрасный термометр измеряет температуру верхнего слоя материала, толщиной в пара микрон.

А вдруг толщина будет меньше, к примеру – графен?Из вторых занимательных опытов намечались: 1. Определение температуры теплых и холодных цветов на экране ЖК-монитора. По идее, температура для разных цветов обязана различаться, поскольку в их формировании участвует разное количество включенных светодиодов RGB-подсветки.

2. Магнитный разогрев золотого кольца до температуры его расплавления 🙂 В самой ненужной в мире установке для остановки золотых колец, при вращении немагнитного кольца в магнитном поле происходит их некое сотрудничество (которое легко разъясняется), продемонстрированное в фильме “Властелин кольца”. Логично высказать предположение, что в случае если вместо нитки применять стержень от пластиковой авторучки, что закреплен в быстровращающемся патроне электродрели, то случится разогрев кольца, что возможно зафиксировать инфракрасным термометром.

Но, вероятнее, при вращении кольцо трудилось как лопасти вентилятора, охлаждалось, и повышение температуры подметить не удалось, исходя из этого кольцо осталось невредимым и сохранности. Как говорится – миф уничтожен… не смотря на то, что возможно совершить второй опыт: вращать магнит, помещенный для исключения ветра в узкую пластиковую оболочку рядом с этим же кольцом. Где прибор чувствует себя “как рыба в воде”?

Принцип измерения температуры на расстоянии разрешает создавать измерения в условиях, в то время, когда к объекту измерения нереально либо страшно подойти: мартеновские печи, высоковольтные устройства, движущиеся либо вращающиеся механизмы, агрессивные среды, замечательное электромагнитное поле и т. п.Для проведении измерения температуры нет необходимости прерывать процесс, отсутствует влияние прибора на измеряемую среду.Отсутствие инертности датчика содействует фактически мгновенному получение результата, что активизирует скорострельность прибора и разрешает замечать быстротекущие процессы.Громадный количество нужной информации получается не при определении значения температуры, а при сравнительном анализе температур либо динамики её трансформации в разных точках как предмета измерения, так и его окружения.Преимущества 1. Малогабаритный прибор эргономичен в эксплуатации и ношении. 2. Простота применения.

3. Стильный железный корпус. 4. Возможность закрепления на кармане, исключающая случайное выпадение и утрату прибора.

5. Выбор единицы измерения температуры.НедостаткиЛюбым инфракрасным радиационным термометром, среди них и тепловизором, тяжело выяснить правильную температуру, поскольку нужно владение определенными знаниями и соблюдение верной методики измерений:— знание правильного! его излучения поверхности и коэффициента материала при данной температуре;— необходимость коррекции коэффициента излучения (на что тратится определенное время) при смене объекта измерения для “продвинутых” моделей;— необходимость вычисления температуры объектов с коэффициентом излучения хорошим от 0,95 для термометров, в которых отсутствует возможность корректировки данного коэффициента;— запоминание черт оптической совокупности конкретной модели инфракрасного термометра, и соответственно – верный выбор диаметра измеряемого пятна и расстояние до объекта;— исключение боковой засветки от окружающих объектов либо учет её влияние на итог измерения;— выбор и правильная настройка разных режимов работы.Несоблюдение данных условий ведет к искажению результата измерения температуры. К недочётам конкретно данной модели термометра возможно отнести: 1. возможность и Маленький размер легко его утратить.

2. Боковое размещение индикатора. 3. Возможность самопроизвольного нажатие кнопки при нахождении в тесном кармане. Выходом из положения есть крепление к карману при помощи имеющегося зажима. Тогда прибор станет карманным для людей многих профессий. 4. Неточность в инструкции прибора, где указано время измерения 1 секунда. В моем экземпляре измерения происходили два раза в секунду. Это возможно связано с трансформацией firmware устройства.

Заключение Пара примеров применения на практике инфракрасного термометра продемонстрировано в фотоальбоме “Инфракрасный термометр”. Они говорят о том, что прибор, кроме автовладельцев, будет карманным втором электрикам, механикам, работникам и теплотехникам ЖКХ для профилактики, определения и наладки разных неисправностей оборудования. В общем, тема измерений инфракрасным термометром неисчерпаема, как атом, и продолжать возможно очень долго.

По окончании съемок фильмов “Отражение” и “Пульт”, в которых учавствовала дочь, по привычке положил прибор в карман ушел придумывать другие опыты. Через некое время взял говорящее сообщение по email: “Ты мой прибор случайно унес, по всей видимости”. Так что, данный термометр конкретно понравился и отыскал собственного хозяина.

О судьбе вторых инфракрасных термометров возможно позаботиться по ссылке.Вопрос на внимательность. В каком месте обзора присутствует фрагмент фильма “Ирония судьбы, либо с легким паром!”?

Случайная статья:

Пирометр инфракрасный HT-826 Walcom +550°С


Похожие статьи:

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.