Инфракрасный термометр

Какие бывают ареометры

Приборы разделяются на механические и электронные. Механический ареометр выглядит, как запаянная с двух сторон стеклянная трубка, с одной стороны — узкая, а с другой — широкая. В нижней утолщённой части запаян небольшой груз (дробь или ртуть), а узкая сторона снабжена градуированной шкалой. Отчасти устройство напоминает классический градусник. Электронный ареометр имеет вид небольшого прямоугольного или круглого прибора, с датчиком-щупом, который погружают в жидкость для измерения.

Существует несколько видов ареометров:

  • лактометр (лактоденсометр);
  • солемер (TDS метр);
  • спиртометр (алкоголеметр);
  • сахарометр (рефрактометр или винометр).

Лактометр предназначен для измерения жирности молочной продукции. В молоко законодательно запрещено добавлять воду, но в отдельных случаях это может произойти неумышленно, например, при мойке оборудования. Чтобы исключить неприятность, на производстве используется лактометр.

Солемер нужен для определения степени жёсткости воды, химического состава, и содержания соли. Это необходимо, например, для наполнения аквариума или полива растений. С помощью прибора можно определить, подходит ли вода для употребления в пищу.

Спиртометр

Ареометр спиртовой предназначен для работы с водно-спиртовыми растворами, проще говоря для определения доли этилового спирта в растворе из спирта и воды, без лишних примесей. Плотность водки или спирта принято указывать в процентах.

Пик популярности прибора пришёлся на советское время, когда в период перестройки М.С. Горбачёв подписал указ «Об усилении борьбы с пьянством». Но у русского народа давние традиции и без алкоголя не обходится ни один праздник, поэтому во время «сухого закона» предприимчивые граждане стали гнать самогон. А для определения крепости напитка понадобился ареометр для спирта, или спиртометр бытовой.

Как пользоваться спиртометром

По сути, правила использования всех ареометров похожи. Трубка должна быть идеально чистая и сухая, а при измерении прибор не должен касаться стенок ёмкости, используемой для измерения. Обязательным условием при определении крепости спирта или водки является соблюдение температуры напитка — ровно 20° градусов. При разбавлении спирта водой происходит реакция, в результате которой выделяется тепло. Необходимо подождать, пока выброс тепла пройдёт и только после этого измерять крепость. Если температура отличается от заданной, то ориентироваться поможет таблица:

Крепость напитка / Температура раствора 5° C 10° C 15° C 20° C 25° C 30° C 35° C
20—60% + 6% + 4% + 2% — 2% — 4% — 6%
60—80% + 5% + 3% + 2% — 1% — 3% — 5%
80% и выше + 4% + 3% + 1% — 1% — 3% — 4%

Виды спиртометров

У механических спиртометров нет особых отличий друг от друга: лабораторный, бытовой или рюмочный — принцип работы один. Среди населения больше распространён спиртомер бытовой. Его погрешность в измерении, при соблюдении правил, составляет до 0,5%. Этого вполне достаточно для домашнего использования.

Если нужна более высокая точность, можно воспользоваться электронным спиртометром. Он работает по другому алгоритму и снабжён термометром. Однако стоимость его высока.

Особой популярностью среди домашних производителей крепких напитков пользуется спиртометр АСП-3. Обычно это комплект из трёх приборов с диапазоном от 0 до 40%, от 40 до 70%, и от 70 до 100%, с градацией шкалы в 1%, хотя чаще в продаже можно найти только один ареометр АСП, с градацией от 70 до 100%.

Виномер

Про спирт и самогон рассказано выше, а как определить крепость вина в домашних условиях? Помимо спирта и воды в вине присутствует сахар и другие добавки, ведь своё вино готовится по разным рецептурам, и используется различное сырье. Для этой цели используется виномер, с помощью которого измеряется плотность сахаросодержащих добавок в растворе. Если известна начальная плотность сусла, до брожения, можно вычислить, сколько градусов в вине. Дрожжи питаются сахарами, и чем выше плотность начального раствора, тем больше крепость будущего вина, из 1 грамма сахара, получается от 0,53 до 0,6%. Измерить виномером крепость магазинного вина, к сожалению, не получится.

Виномер своими руками

Конструкция виномера настолько проста, что позволяет сделать прибор в домашних условиях.

  1. Для этого необходимо взять поплавок с запаянным дном, подойдёт даже обычная пробирка. Опустить её в воду при температуре 20 °C, нагружая грузом, следить, чтобы она свободно плавала, немного не доходя до дна. На срезе воды ставится метка — 0.
  2. Затем взять 25 грамм сухого сахара, растворить в воде, и довести объем до 100 мл. Опустить пробирку в жидкость и поставить метку. Плотность такого раствора теоретически равна 25.
  3. Вынуть пробирку из раствора и нанести равную градуировку между двумя отмеченными точками.

Капиллярный виномер

Отдельно стоит упомянуть про капиллярный виномер. Этот настольный прибор широко используется виноделами Европы, но не особо распространён в России. Предназначен он для определения крепости сухих вин, имеет другой принцип работы, и не требует отдельной ёмкости для измерения. Необходимо наполнить воронку измеряемым продуктом, дождаться пока жидкость наполнит капилляр и начнёт по капельно вытекать. После этого прибор переворачивается, показания считываются по уровню остановившейся в капилляре жидкости.

В случае с крепкими или сладкими винами погрешность измерителя может составить 2—4%, в зависимости от количества сахара в напитке.

Средства для измерения углов

Средства для измерения углов

Углы изделий измеряют тремя основными методами:

  1. методом сравнения с жесткими контрольными инструментами — угловыми мерами, угольниками, конусными калибрами и шаблонами;
  2. абсолютным гониометрическим методом, основанным на использовании приборов с угломерной шкалой;
  3. косвенным тригонометрическим методом, который заключается в определении линейных параметров, связанных с измеряемым углом тригонометрической функцией.

Для хранения и передачи единицы плоского угла, градуировки угломерных приборов, а также для непосредственных измерений служат угловые призматические меры. Они выпускаются в виде наборов плиток толщиной 5 мм с градацией 2 градуса, 1 градус, 1’, 15’’. Набор состоит из 93 плиток с номинальными углами до 90 градусов. Угловые меры изготавливают трех классов точности: 0, 1, 2.

Для проверки и разметки прямых углов, для контроля изделий при сборке или монтаже и т.д. предназначены угольники поверочные.

Для проверки углов конусов служат калибры-втулки (для проверки наружных конусов) и калибры-скобы (для контроля внутренних конических поверхностей).

При абсолютных измерениях величина угла определяется непосредственно в угловых единицах с помощью угломеров, делительных головок, микроскопов и других приборов. Наибольшее распространение получили нониусные угломеры, которые выпускаются двух типов: УН — для измерения наружных и внутренних углов и УМ — для измерения наружных углов. Наружными называются углы 0 – 180 градусов, внутренними — углы больше 180 градусов. Устройство нониуса универсального угломера принципиально ничем не отличается от устройства нониуса штангенинструментов.

Для контроля горизонтальности и вертикальности плоских и цилиндрических поверхностей, а также для оценки углов отклонений реальных поверхностей деталей от заданных применяются различного рода уровни.

Инструменты для измерений

Инструментами для измерений углов, кроме собственно транспортира, являются:

  • угломер.
  • гониометр — прибор для лабораторного измерения углов.
  • кипрегель — геодезический угломерный инструмент. Состоит из металлической линейки с уровнем и прикреплённой к ней колонки, в верхней части которой на горизонтальной оси размещены зрительная труба с вертикальным кругом. Кипрегель применяют при топографическом съёмке местности.
  • астролябия (гномон, трикветрум) — для измерения горизонтальных углов и определения азимутов светил.
  • универсал (теодолит & тахеометр) — применяется для измерения вертикальных и горизонтальных углов в геодезии/астрономии.
  • секстант (оптический квадрант) — астрономический угломерный инструмент, используемый в мореходстве и авиации (авиасекстант); применяется для измерения высоты Солнца и других светил над горизонтом с целью определения географической широты и долготы той местности, в которой производится измерение.
  • меридианный круг — один из основных угломерных астрометрических инструментов.
  • компас (магнитный и гироскопический) — простейший прибор, с помощью которого определяют стороны света, а также румбы и азимуты. Применяют в геодезии, мореходстве, самолётовождении, подземельных проходах (в туннелях, шахтах, катакомбах) и так далее.
  • буссоль (вид-разновидность компаса) — прибор для измерения горизонтальных углов между магнитным меридианом и направлением (азимутом) на какой-либо предмет (см. также Курсовертикаль. Измерение углов поворота и матрицы направляющих косинусов).
  • инклинометр (от лат. inclino — наклоняю и греч. μετρέω — измеряю) — инструментальный прибор, каковой опускают на кабеле в буровую скважину, чтобы определить её искривление, то есть угол и азимут отклонения оси скважины от вертикали.
  • пеленгатор (нидерл. peiling, букв. — определение уровня) — прибор для определения направлений (пеленгов), в которых располагаются относительно наблюдателя земные объекты и небесные тела, а также для определения углов между продольной вертикальной плоскостью симметрии судов, самолётов, космических кораблей и направлением на какой-либо предмет (маяк, радиомаяк и т. п.), каковой выбирают за точку отсчёта (радиокомпас).
  • радиолокатор (на аэродромах) — прибор определяет расстояние до самолета, угол, под которым самолет виден над горизонтом, и угол между направлением на самолет и направлением на север, т. е. определяет его сферические координаты.
  • гировертикаль (гирогоризонт, авиагоризонт) — гироскопический прибор для определения направления истинной вертикали (или плоскости горизонта); используют для определения продольного и поперечного угла наклона (крена) самолёта или судна, для наведения на цель и т. п; углы крена передаются электрическими сигналами на указатель кренов, автопилот, автоштурман и тому подобное (см. также кренометр).
  • гирополукомпас — авиационный гироскопический прибор для измерения углов разворота и выдерживания курса самолёта, ракеты и тому подобное (в слепом полёте во время «болтанки»); состоит из гироскопа в так называемом карданном подвесе и пневматического или электрического привода.
  • посох Якова — один из первых инструментов для астрономических наблюдений, служащий для измерения углов.
  • ватерпас и уровень — для измерения малых углов отклонения поверхности от горизонтали.
  • интерферометр оптический — для измерения показателей преломления прозрачных сред, определения угловых размеров звёзд и т. п. (см. Угол#Измерение углов).
  • поляриметр — определение концентрации растворов оптически активных веществ по углу вращения плоскости поляризации света.

Где применяется пирометр

Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.

Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.

Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.



Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.

Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.

Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.

Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:

Расшифровка и особенности



Почему пирометр врет — причины

Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.

При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.

Вот основные ошибки, которые допускают новички:

  • не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения
  • замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении
  • температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды
  • измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча
  • экономные «специалисты» пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса

Рассмотрим все эти моменты более подробно.

Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения

Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.

А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.

И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.

Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:

  • лучи, которые тело пропускает через себя
  • лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
  • отраженные лучи от окружающих предметов

Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:

  • коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
  • коэффициент отражения

Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.

Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.

В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.

Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.

Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.

Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.

Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.

Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.

Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.

Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.

Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.

Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел

К примеру, если у вас предмет имеет температуру окружающей среды, то излучает и отражает он приблизительно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, то сразу же появится погрешность, существенно искажающая реальные данные.

Чтобы удостоверится во всем вышесказанном, можете сами провести простейший эксперимент. Возьмите блестящую кастрюлю и какую-нибудь книжку.

Далее проведите замеры на них одним и тем же пирометром. Чтобы повысить точность эксперимента, старайтесь делать замеры в одной точке.



Результаты у вас точно не будут одинаковыми, правда сильной разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, то отклонения будут составлять всего 2-3 градуса.

Но это все будет справедливо только при комнатной температуре предметов. А что будет, если в кастрюлю залить горячую воду?

Измерения в этом случае тут же пойдут в разнос.

Температура «горячей» кастрюли

Реальная температура с верным коэффициентом

Это говорит о том, что температура нагретых гладких блестящих поверхностей, просто так пирометром не измеряется.

Поэтому, когда в видеороликах показывают, насколько элементарно бесконтактным измерителем определить температуру батарей или контактов, не сильно доверяйте данной рекламе.

На каком расстоянии можно работать пирометром

Кстати, отдельно стоит сказать о расстоянии. По сути, луч пирометра измеряет температуру некой точки или круга.

При этом не путайте точку лазерного целеуказателя и пятно замера. Это разные вещи. Они отличаются размерами на несколько порядков.

Если вы находитесь на большом расстоянии от объекта, то и это пятно или круг увеличиваются по площади. Соответственно для более точных измерений, прибор следует подносить как можно ближе.

Например, у большинства моделей, конус который они видят, имеет соотношение 12 к 1.То есть на расстоянии в 1.2 метра, вы можете без погрешности измерить температуру тела диаметром 10см, не более.

Хоть это и считается нормальным параметром, но лучше подносить прибор поближе. Так как при замере у вас может дрогнуть рука, либо прицел собьется, и в итоге вместе с требуемой поверхностью, вы измерите и соседнюю, которая внесет свой вклад в общие показания.

Так как указано на фото ниже, измерять температуру модульных автоматов не желательно. Вы невольно вместо одной фазы, захватите и соседнюю, что внесет ошибку в данные. Расстояние между ними слишком маленькое.

То же самое относится и к замерам клеммных колодок и зажимов. Подносить пирометр к ним нужно максимально близко.

Проверка пирометром систем отопления

Какой вывод из всего вышесказанного можно сделать? Безусловно, пирометр штука полезная, но применять его нужно там, где действительно требуется именно бесконтактное измерение температуры.

Например, электрические контакты находящиеся под напряжением. Здесь он действительно помогает безопасно выявить плохое соединение еще до того, как ситуация станет критичной.



Не всем электрикам в этом деле доступны тепловизоры.

А вот для людей профессионально занимающихся системами отопления, подобные девайсы оказываются не нужными, и в некоторой степени даже вредными. Замерять температуру отопления пирометрами очень сложно.

Даже на крашенной белой глянцевой поверхности радиатора, достаточно три раза щелкнуть пирометром по одному месту, и у вас получится три разных значения температуры. Не говоря уже про хромированные трубы.

Если у вас блестящие медные трубы на выходе из котла, то замеры могут показать разбежку в 20 и более градусов, по сравнению с датчиком котла. Вот и думайте после этого, что же в системе неисправно.

На практике появляется слишком много факторов, искажающих реальное состояние дел. Чтобы добиться приемлемых результатов измерений на трубах и батареях, придется брать некую пленку или малярный скотч с постоянным коэффициентом отражения, наклеивать эту штуку на поверхность, и только после этого проводить измерения.

Спрашивается, зачем создавать себе такие сложности, если есть более эффективные контактные термометры. Время замера у которых всего несколько секунд и гарантированно точный результат до десятых долей градуса появляется у вас на экране.

Что касается теплых полов, здесь не все однозначно.

Например, температуру стяжки пирометром еще можно измерить довольно точно. А вот если она будет закрыта плиткой, то погрешность моментально возрастает.

Производители безусловно знают об этих проблемах и постоянно совершенствуют приборы. Поэтому если уж и собрались покупать пирометр, выбирайте качественную модель.

Хорошие варианты можно подобрать и заказать или .

Есть относительно недорогие модели, снабженные выносным датчиком термопары.

С его помощью можно составлять и вносить собственные таблицы поправочных коэффициентов любых материалов. Один раз делаете замер нужной поверхности датчиком, сравниваете результат и вносите корректировку.

После этого можно спокойно стрелять лучом пирометра и не бояться ошибок. У китайцев такую модель можно заказать отсюда.

Если вам интересна эта тема и хочется заниматься измерениями пирометром более профессионально, а не только на бытовом уровне, скачайте и ознакомьтесь с двумя полезными брошюрами по данной тематике:

  • Карманное руководство по термографии —
  • Руководство по бесконтактному измерению температур –

Поделись с друзьями: