Ремонт бесконтактных инфракрасных термометров

А что внутри: инфракрасный термометр

В этом выпуске «А что внутри?» мы разберем переносной инфракрасный термометр и посмотрим, что внутри.

Инфракрасные (ИК, IR) термометры представляют собой тип бесконтактных термометров, которые определяют температуру исходя из величины теплового излучения, испускаемого объектом. Это устройство работает, фокусируя тепловое излучение на датчик. Этот тип термометров может быть ценным инструментом для производителей, любителей и инженеров.

В этом выпуске «А что внутри?» мы рассмотрим внутренности одного из таких инфракрасных термометров.

Инфракрасный термометр

Вскроем его

Вскрыть этот термометр легко! С помощью небольшой плоской отвертки синие пластмассовые части корпуса были отделены от серых пластиковых частей. Как только они были удалены, синие половинки корпуса просто раздвинулись. Плату держали пять крестообразных винтов.

Печатная плата

Печатная плата довольно типична. Это двухслойная печатная плата с зеленой паяльной маской и белой шелкографией с обеих сторон. Плата толщиной 0,062 дюйма с покрытием ENIG. Печатная плата полностью состоит из компонентов поверхностного монтажа, и многие из них, похоже, устанавливались вручную.

Нижняя сторона печатной платы

Процессор

Мозги термометра – это микропроцессор, который намертво установлен на печатной плате. Капля из черной эпоксидной смолы используется для удержания его на месте. Скорее всего, это специальная микросхема, разработанная специально для этого приложения.

К этому микроконтроллеру прилагается EEPROM 24C04, которая, скорее всего, хранит калибровочные константы и настройки. EEPROM находится в корпусе SOIC-8.

Источник питания

Данный IR термометр питается от одной 9-вольтовой батареи (она даже входит в комплект!). Батарея подключена с помощью жесткого «Т-образного» хомута. Силовые провода проходят через отверстие для защиты от механических воздействий.

Защитная протяжка проводов

Затем напряжение стабилизируется с помощью стабилизатора на 5 вольт, U3. На входе имеется конденсатор фильтра C13. На выходе стабилизатора напряжения находится электролитический конденсатор C14 (10 мкФ 25 В) в корпусе для сквозного монтажа, но припаянный к площадкам поверхностного монтажа.

Источник питания

Сборка датчика

Для получения данных о температуре используется инфракрасный датчик температуры. Датчик находится в алюминиевом корпусе с линзой Френеля, расположенной в передней его части. Датчик установлен на небольшой круглой печатной плате и представляет собой 4-выводное устройство в металлическом корпусе сквозного монтажа. Эта круглая печатная плата соединяется с основной платой с помощью трех проводов.

Инфракрасный датчик

Дисплей

Для отображения температуры и другой информации используется сегментированный LCD дисплей. Дисплей подключается к печатной плате с помощью эластомерного разъема с 24 контактами.

Дисплей использует прозрачную пластиковую часть для рассеивания подсветки. На нем также было установлено два белых пластиковых листа, которые способствовали рассеиванию.

Компоненты дисплея

Дисплей подсвечивает с помощью двух SMD светодиодов, D1 и D3, которые припаяны к плате под углом 90 градусов. Они обеспечивают синюю подсветку дисплея.

Синий светодиод, используемый для подсветки

Лазер

Для прицеливания в термометре используется красный лазер, который активируется нажатии курка. Также имеется кнопка для отключения лазера.

Лазер установлен в латунном корпусе с прикрепленным небольшим драйвером, покрытым термоусадочной трубкой. На рисунке ниже показан латунный лазерный модуль, который был приклеен в термометре и лазерный драйвер. Они были повреждены при разборке (обратите внимание на изогнутые и сломанные контакты).

Драйвер лазера и модуль лазера

Заключение

Данные инфракрасные термометры являются относительно недорогими устройствами, довольно простыми в использовании. В свое время они были очень дорогими, но сейчас становятся всё дешевле и дешевле. Сейчас они производятся в огромных количествах и продаются повсюду. Спасибо, что просмотрели данную статью!

Источник

Особенности бесконтактных термометров: как пользоваться.

Ртутные и электронные

Ртутные градусники сдают свои позиции ввиду их опасности (содержат ртуть и стекло) и длительности процесса измерения (около 10-15 минут). Электронные термометры являются безопасными устройствами (не содержат ртуть и стекло), но также требуют 10-15 минут времени (даже после звукового сигнала рекомендуется его держать в течение 2-3 минут). Общим недостатком также в ртутных и электронных термометрах является необходимость полного плотного контакта наконечника с телом. Это условие соблюсти непросто, особенно с детьми, особенно при оральном или анальном методе измерения.

Как работает бесконтактный термометр?

Прежде чем вы выберите этот тип термометра, вы должны узнать больше о его работе. Как работает бесконтактный термометр?

Вот что нужно знать:

• Бесконтактный электронный термометр для своей работы использует передовые оптические датчики, которые измеряют инфракрасное излучение и на этой основе способны оценивать температуру тестируемого объекта.
• Инфракрасное излучение испускается как организмом человека, так и другими объектами окружающей среды. Термометр считывает точку температуры – измерение производится на лбу – чтобы измерение было точным.
• Бесконтактный медицинский термометр работает очень быстро – прибор способен измерять температуру за одну или несколько секунд.

Бесконтактный термометр очень точен в работе, и, кроме того, большинство моделей могут быть дополнительно откалиброваны, чтобы исключить любые помехи.

Инфракрасные бесконтактные

Перешагнув через все недостатки вышеперечисленных термометров, на радость людям существуют бесконтактные инфракрасные термометры. Принцип их работы – датчик термометра улавливает инфракрасные волны, исходящие от тела человека, от предметов, продуктов питания и т.д.

• безопасность (не содержит стекла и ртути, не является переносчиком инфекций),
• время измерения – несколько секунд,
• встроенная память в термометре позволяет отслеживать динамику температуры,
• простота использования – в правилах измерения разберется даже ребенок или пожилой человек,
• широкий диапазон измеряемых температур, что позволяет измерять температуру и других объектов (еда, напитки, вода в ванночке, воздух в комнате, животное),
• подсветка позволяет измерить температуру тела даже в темноте (например, ребенку, не разбудив его, так как контакта с кожей не требует).

Инструкция к бесконтактному термометру инфракрасному Пистолет

Бесконтактный термометр инфракрасный Пистолет позволяет производить измерения температуры без неприятных ощущений, которые вызывают контактные образцы. Также такой вариант измерений позволяет быстро и безопасно получать данные о температуре тела человека, в отличие от ртутных аналогов.

Кроме того, таким термометром можно производить измерения температуры воздуха, воды и любой поверхности.

Характеристики:

• Диапазон измерений (в режиме тела): 32,0°C — 42,5°C/89,6°F — 108,5°F;
• Диапазон измерений (в режиме поверхности): 0°C — 60°C/32°F — 140°F;
• Минимальный шаг измерения: 0,1°C/0,1°F;
• Погрешность: 32 — 35,9°C, 93,2 — 96,6° F (±0,3°C/±0,5°F);
• ASTM: 36 — 39°C/96,8 — 96,6 — 102,2° F (±0,2°C/±0,4°F);
• E1965-1998 (2003): 39 — 42,5°C/102,2 — 108,5° F (±0,3°C/±0,5°F);
• Оптимальное расстояние для проведения измерений: 5-15 см;
• Время измерения: 0,5 секунды;
• Размеры: 14.6 см * 8.8 см * 4.3 см;
• Вес: 150 г;
• Цвет: белый с синим;
• Цвет подсветки экрана: синий;
• Память: сохраняется 32 последних измерения.

Процедура измерения:

1. Распакуйте прибор;
2. Возьмите термометр в руку за рукоятку и направьте его на измеряемую поверхность;
3. Нажмите и удерживайте кнопку ИЗМЕРЕНИЕ. Измерение температуры начнется автоматически. Если экран не отображает величин — замените батарейку;
4. Отпустите кнопку ИЗМЕРЕНИЕ. На экране автоматически отобразится индикатор Hold, сообщающий, что измерение произведено и его можно наблюдать на мониторе. При этом нажатием кнопок ВВЕРХ или ВНИЗ можно включить или отключить лазер;
5. Термометр выключится автоматически после 7 секунд бездействия.

Назначение элементов управления:

Кнопки ВВЕРХ или ВНИЗ во время проведения измерений производят настройку коэффициента черноты.

В период фиксированного показания кнопки ВВЕРХ и ВНИЗ включают или отключают лазер.

Кнопка ПОДСВЕТКА включает или выключает подсветку экрана. Чтобы настроить порог звука HAL, LAL или коэффициент черноты EMS нажмите на кнопку MODE. Далее кнопками ВВЕРХ или ВНИЗ выберите требуемый режим.

Режимы:

Режим HAL — звуковой сигнал при превышении верхнего порога температуры. Тут же производится настройка верхнего порога кнопками ВВЕРХ и ВНИЗ.

Режим LAL — звуковой сигнал при температуре ниже минимального порога. Тут же производится настройка нижнего порога кнопками ВВЕРХ и ВНИЗ.

Настройка коэффициента черноты EMS:

Градусник предусматривает настройку коэффициента черноты от 0.10 до 1.0.

Чтобы непрерывно измерять температуру, нужно включить режим LOCK. Для этого нажмите кнопку ВВЕРХ или ВНИЗ для включения или выключения режима LOCK. Устройство будет непрерывно измерять температуру до тех пор, пока не будет отпущена кнопка ИЗМЕРЕНИЕ.

В режиме LOCK кнопками ВВЕРХ и ВНИЗ осуществляется настройка коэффициента черноты.

Калибровка

Погрешность при измерении температуры бесконтактным инфракрасным термометром составляет до 0.5С (в среднем около 0.2-0.3). Для сведения погрешности к минимуму существует принцип калибровки. Калибровка заводская проводится производителем в лабораторных условиях с применением специальных устройств. Но можно провести калибровку и в домашних условиях: вычислить разницу между заведомо известной температурой предмета и значением, которое выдал нам термометр при измерении температуры этого же предмета.

Пример: наливаем воду, определяем ее температуру с помощью ртутного термометра (допустим, получилось значение 38.0С). Затем проводим измерение с помощью бесконтактного инфракрасного термометра (допустим, получилось 37.7С). Разница в измерениях = 0.3С, что и составляет погрешность. При последующих измерениях бесконтактным термометром к полученной цифре просто надо прибавлять 0.3, чтобы получить более объективное значение температуры.

Инфракрасный термометр – принцип работы

Инфракрасный термометр – это прибор, который позволяет измерить температуру объекта без контакта с ним. Принцип работы данного устройства достаточно прост: так как тело человека постоянно излучает тепловую энергию, то прибор калибруется под его стандартную температуру (то есть температура 36.6 на приборе считается идеальной и равной нулю). Лазерный луч, который выходит из прибора фиксирует любые изменения этого показателя, тем самым позволяя вывести на дисплей готовые результаты измерения.

По своей сути, это бесконтактный градусник, который фиксирует изменения в температуре тела при помощи лазерного луча и некоторых законов физики. Здесь не нужно постоянно следить за тем, чтобы ребенок не испортил его. Достаточно лишь навести на участок тела (чаще всего это лоб) точку лазера, нажать на кнопку, после чего получить готовые результаты измерения.

Для работы большинства моделей подобных устройств достаточно вставить батарейки. В более дорогих моделях имеется возможность зарядки от сети.

Инструкция по применению:

1. Включаем прибор нажатием на кнопку (вкл./выкл. или старт),
2. Выбираем нужный режим – измерение температуры тела (или измерение других поверхностей),
3. С поверхности лба вытираем капельки пота, убираем волосы,
4. При готовности прибора к измерению будет мигать символ С или F (это выбранная ранее шкала измерения температуры — в градусах Цельсия (С) или Фаренгейт (F)),
5. Подносим датчик ко лбу на расстояние 4-6 см., нажимаем на кнопку старт (в некоторых приборах измерение начинается автоматически) ждем несколько секунд,
6. Звуковой сигнал оповещает о конце измерения, значение высвечивается на экране.

• Для переключения шкалы измерения (С и F) необходимо нажать и удерживать кнопку MODE.
• Важно следить за состоянием батареи, так как низкий заряд приведет к некорректному измерению температуры. О низком заряде батарейки оповестит значок “батарея”, в таком случае необходимо срочно ее заменить.

Как пользоваться бесконтактным градусником для измерения температуры?

Итак, приспособление измеряет температуру не в конкретной точке, а на объемной плоскости. Поэтому чем больше расстояние между термометром и телом человека, тем выше погрешность измерения. На точность показаний повлияет наличие пыли, пара, дыма. Выполнять измерения следует чистым прибором, при этом расстояние не должно превышать 10 см.

Используя инфракрасный градусник, важно учитывать, что приспособление, несмотря на все свои преимущества, может иметь погрешность в результатах, но показатель при этом не будет превышать отметку 0,2 градуса. Погрешности выше могут быть в следующих случаях:

• Устройство неправильно откалибровано;
• Увеличено расстояние между объектами;
• Низкий заряд батареек;
• Высокий процент содержания пыли и пара в воздухе.

Поэтому если важно измерить температуры с максимальной точностью, используя при этом инфракрасный термометр, потребуется четко соблюдать ряд правил и требований:

• Устройство от тела человека должно находиться на расстоянии не более 10 см;
• При сомнении в полученных результатах следует выполнить повторное измерение;
• Кнопку включения долго держать не нужно, следует выполнять кратковременное нажатие;
• Выполнять измерение температуры тела следует проводить при комнатной температуре;
• В приборе следует использовать батарейки с зарядом не ниже 50%.

Если эти элементарные правила строго будут учитываться, можно быть уверенным в том, что использование термометра позволит в считанные секунды определить истинную температуру тела человека.

Преимущества бесконтактного термометра

Бесконтактные термометры намного дороже сенсорных устройств. Что касается электронного сенсорного термометра, то цена на фирменное устройство может составлять несколько тысяч рублей.

Преимущества бесконтактных термометров:

• Бесконтактная операция – когда речь идёт о термометре для новорожденного, трудно найти лучший выбор, чем бесконтактная модель, которая не разбудит спящего малыша и не вызовет у него стресс. Бесконтактное измерение температуры происходит незаметно, тихо и быстро.
• Высочайшая степень гигиены – поскольку прибор работает без контакта, он очень гигиеничен, что важно при использовании несколькими людьми или в медицинских учреждениях.
• Быстрое измерение – бесконтактный инфракрасный термометр анализирует очень быстро, поэтому измерение происходит за одну или максимум несколько секунд.
• Возможность сохранения результатов измерений – это очень удобно, когда мы хотим точно отслеживать течение заболевания. Вам не нужно запоминать или записывать результаты, так как они остаются в памяти устройства.
• Точное измерение – бесконтактный термометр отличается очень высокой точностью и достоверностью данных измерений.
• Безопасность – бесконтактный термометр гораздо безопаснее в использовании, чем стеклянный ртутный или безртутный термометр. По этой причине бесконтактный термометр – лучший выбор для детей.

Как измерить температуру бесконтактным термометром?

Даже самый лучший термометр не даст надежного результата при неправильном использовании. Где измерить температуру бесконтактным термометром?

Бесконтактный термометр, чаще всего, используется для измерения температуры на лбу. Хотя теоретически вы можете измерять и в других частях тела (устройство работает без проблем на руке или ноге), измерение на лбу является одним из самых точных.

Стоит помнить, что среди бесконтактных приборов есть также ушные термометры, и они используются для измерения температуры в ухе.

Если у вас есть какие-либо сомнения относительно того, где измерить температуру или как использовать бесконтактное устройство, стоит ознакомиться с инструкцией. Если инструкции, прилагаемые к купленному устройству, куда-то «ушли», просто найдите их в сети.

Контактные термометры.

Контактные термометры, как следует из названия, должны касаться цели, чтобы определить ее температуру. Например, термометр колбы, висящий снаружи, измеряет температуру воздуха, находясь в непосредственном контакте с воздухом. Биметаллические термометры и те, которые используют термопары и термометры сопротивления, являются примерами контактных термометров. Контактные термометры являются недорогими и точными, что делает их наиболее распространенным типом термометров для измерения температуры.

Контактные термометры, однако, имеют ограничения. Им часто требуется время, чтобы «подняться до температуры», что делает их более подходящими для стационарного монтажа для постоянного контроля температуры, чем для быстрого точечного контроля температуры. Неадекватное пространство, расстояние, движущиеся цели или условия окружающей среды также могут ограничивать их способность контактировать со средой. В этих ситуациях инфракрасные термометры превосходны.

Читайте также: «Обзор инфракрасных термометров»

Источник