Měření teploty a přístroje Ahlborn
 | |
| Měření teploty a přístroje Ahlborn Radek Buřil, V současné době se k měření teplot používají měřicí přístroje několika základních principiálně odlišných typů, které pro zjišťování teploty tělesa nebo látky využívají různé metody měření. Cílem tohoto článku je stručnou a srozumitelnou formou pomoci čtenáři proniknout do základů měření teploty a umožnit mu tak správně zvolit měřicí zařízení. Základní dva pojmy v oboru měření teplot provázející každého, kdo se s měřením teploty setká, jsou přístroj a snímač (čidlo). Přístroj je většinou krabička se zabudovanou elektronikou, která vyhodnocuje signály, jež přicházejí ze snímače, a navíc v některých případech tento snímač také elektricky napájí. Všeobecně lze obor měření teploty rozdělit na dílčí oblasti měření teploty pevných látek, plynů a kapalin. Podle jejich specifik je třeba správně vybrat měřicí zařízení a popř. snímač teploty. K měření teploty pevných látek lze využít přístroje jedné ze tří skupin měřicích zařízení. Vybírat lze mezi klasickými digitálními teploměry s připojeným snímačem teploty, infrateploměry a termografickými kamerami (termokamerami). Digitální teploměry U přístrojů zvaných digitální teploměry výrobci využívají dvě základní skupiny principiálně různých snímačů teploty. Buď různé typy termočlánků (např. typy K, J, L, N, B, R, U, T), nebo odporové snímače platinové (např. Pt100) nebo niklové (např. Ni100), popř. termistory.  Obr. 1. Ruční infrateploměr Chino z nabídky společnosti Ahlborn Při výběru konkrétního snímače je třeba dávat pozor na rozměry a provedení citlivého konce tohoto snímače. Je zřejmé, že při použití robustního snímače bude doba potřebná na změření teploty mnohem delší než při použití snímače s tenkým koncem. Rovněž je zapotřebí si dát pozor na použitý přístroj, tj. jednotku s elektronikou, protože na dobu měření nemají vliv jen vlastnosti snímače, ale i rychlost, s jakou reaguje elektronika. Levnější přístroje mohou být velice pomalé právě z důvodu nedokonalé elektroniky, která signál ze snímače nezpracuje okamžitě, ale jejíž výstupní údaj se blíží k jeho aktuální hodnotě měřicího signálu pomalu krok za krokem. Standardní dobrá měřicí souprava digitálního teploměru s vnějším snímačem zpravidla potřebuje k dosažení 90 % skutečné měřené teploty dobu asi 3 s. Infrateploměry Infrateploměry využívají k měření tzv. infrasnímače, které bezkontaktně snímají infračervené záření vyzařované z určité plochy na povrchu měřeného materiálu. Velikost této (většinou kruhové) plochy je závislá na zabudované optice přístroje. Po zpracování přijatého záření infrateploměry na svém displeji číslicově zobrazují průměrnou teplotu měřené plochy (obr. 1) Infrateploměry jsou velmi rychlé měřicí přístroje, schopné reagovat během několika desetin sekundy. Výborně fungují při měření teploty materiálů, jako je dřevo, plast, pryž, zdivo, natřené kovy atd. Mají však i své stinné stránky, a to při měření teploty kovů s lesklým povrchem, kdy je třeba před měřením nastavit tzv. emisní číslo (emisivitu) konkrétního materiálu. Jestliže se tato hodnota nastaví špatně, může při měření vzniknout chyba o velikosti až několika desítek kelvinů. Termokamery Pro termokamery platí v podstatě totéž co pro levnější infrateploměry. Hlavní rozdíl je v tom, že v termokamerách se k měření používají mnohobodové detektory infračerveného záření, které umožňují na displeji přístroje i následně, s použitím softwaru a počítače, zobrazit celé teplotní pole v tzv. termogramech (většinou barevných obrázcích). Každý bod obrázku má přiřazenu jednu konkrétní teplotu (obr. 2).  Obr. 2. Termosnímek elektrického zařízení pořízený termokamerou Infraredsolutions Termokamery jsou sice nejnákladnější, ale výsledek jejich použití je skutečně „k nezaplacení“. Prostřednictvím termokamery lze opravdu pouhým okem vidět rozložení teplot na povrchu materiálu a velmi jednoduchou formou měření se rychle dobrat podstaty problému, která by zpravidla byla jen obtížně odhalitelná při měření samotnými klasickými digitálními teploměry nebo infrateploměry. Další oblasti použití a dostupnost přístrojů K měření teploty kapalin se v současné době stále používají buď klasické rtuťové teploměry nebo, stejně jako při měření teploty pevných materiálů, digitální teploměry se snímačem, infrateploměry a termokamery. K měření teploty plynů lze použít rtuťové teploměry nebo digitální teploměry se snímačem. Infrateploměry ani termokamery pro tento typ měření nelze použít. Všechny uvedené kategorie měřicích přístrojů se podle provedení dále dělí na ruční a stacionární s ohledem na jejich určení k provozním měřením při výrobě, ke kontrolním účelům nebo pro oblast vývoje a výzkumu. Měřicím přístrojům typů uvedených v tomto příspěvku je věnován článek v časopise Automa č. 8-9/2005 na str. 98. Při jakýchkoliv dotazech ohledně měření teploty a nákupu měřicího zařízení, a to nejen pro měření teploty, lze kontaktovat firmu Ahlborn měřicí a regulační technika, jejíž odborníci kvalifikovaně pomohou řešit nejrůznější typy měřicích úloh a doporučí vhodný typ měřicího zařízení. Ahlborn měřicí a regulační technika spol. s r. o. (uvedeno v časopisu Automa č. 3/2006) | |