Пирометры предназначены для бесконтактного измерения температуры поверхности непрозрачных тел. Они широко используются там, где в силу технологических особенностей оборудования или из соображений безопасности обслуживающего персонала, установка контактных датчиков температуры невозможна или затруднена. Сфера применения этих приборов включает в себя промышленность, научные исследования, строительство, транспорт, коммунальное хозяйство, теплоэнергетику, охранный бизнес и многие другие направления экономической деятельности человека. Используется пирометр и в быту — с его помощью измеряют температуру человеческого тела, определяют степени нагрева кухонной посуды, готовящихся блюд и т.д.
Начавшееся во второй половине 20 века бурное развитие технологии бесконтактного измерения температуры (оптической пирометрии), и последовавшее за этим значительное снижение стоимости данных приборов, сделало пирометры необычайно популярным инструментом.
В оптической пирометрии существует несколько методик определения температуры. И хотя все пирометры (кроме инфракрасных) оценивают интенсивность теплового излучения по видимой части спектра, принципиально они делятся на: яркостные (оптические), цветовые (мультиспектральные) и радиационные приборы для бесконтактного измерения температуры.
В оптических (яркостных) приборах для определения температуры поверхности тела используется визуальная сравнительная оценка (за базу принят цвет свечения раскаленного эталона – нити накала). Этот тип пирометров обеспечивает наиболее высокую точность измерений.
Менее точные мультиспектральные (цветовые) пирометры, определяют температуру поверхности путем сравнения излучения по яркости свечения в наиболее разнесенных между собой красной и синей областях оптического диапазона спектра.
Ну а наименее точные, но наиболее чувствительные – это радиационные пирометры. Они регистрируют все длины волн видимого света, т.е. полное излучение нагретого тела.

Пирометры инфракрасные являются наиболее распространенным типом приборов для бесконтактного измерения температуры. Они широко применяются в качестве переносного инструмента для определения степени нагрева раскаленных поверхностей, агрессивных сред, движущихся узлов, то есть там, где затруднено или невозможно измерение температуры традиционным способом. Их использование в основном ограничено только прозрачностью пространства между изучаемым объектом и прибором (отсутствие пыли, дыма, пара и т.д.), и расстоянием до объекта – чем больше оптическое разрешение (показатель визирования) прибора, тем меньше площадь «пятна» измерения. Еще один показатель оптики пирометра – фокусное расстояние: т.е. то удаление до исследуемого объекта, на котором зона чувствительности имеет минимальный диаметр. Поскольку зона чувствительности сначала сужается, а после конусообразно расширяется, фокусное расстояние определяет точное место, где нужно расположить пирометр инфракрасный. Иначе «пятно» измерения может выйти за границы изучаемого объекта. При необходимости (в том случае если прибор не имеет фиксированного фокуса) расчета диаметра «пятна», расстояние до объекта делится на значение оптического разрешения.
Существуют также инфракрасные пирометры с оптоволоконным кабелем - по нему к детектору доставляются инфракрасные волны, излучаемые нагретой поверхностью. Данный тип приборов позволяет производить замеры температуры не только в труднодоступных местах, но и когда объект находится вне поля зрения исследователя.
Напомним, что весь спектр видимого света делится на семь диапазонов: фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Кроме того, существует невидимые ультрафиолетовый диапазон излучения (длина волны меньше 380 нм) и инфракрасный (длина волны больше 740 нм). Пирометры инфракрасные определяют температуру тел, анализируя мощность излучения в инфракрасной части спектра.
Правда есть и другие ограничения, накладываемые на применение данного типа пирометров. Несмотря на огромную популярность, пирометр инфракрасный (или как его называют иначе - одноцветный) не рекомендуется использовать для оценки температуры расплава металла. Дело в том, что во время перехода металла из одного агрегатного состояния в другое, происходит изменение показателя черноты поверхности (того самого коэффициента излучения), что вносит значительную погрешность в измерения.

Для того чтобы купить пирометр, оптимально соответствующий техническому заданию, нужно ознакомиться с имеющимся на рынке ассортиментом этих приборов и вкратце изучить принцип их функционирования.
Пирометры классифицируют по диапазону измерений (спектральному и температурному), конструктивному исполнению (переносные или стационарные) и способам отображения показаний прибора (цифры и буквы, или диаграммы). То есть выбор достаточно велик. Так что мнение, мол, куплю пирометр и проблема решена – несколько поспешно. Для начала нужно определиться, что именно нужно.
По конструктивному исполнению различают стационарные и переносные приборы для бесконтактного определения температуры. Первые, чаще всего используются в лабораториях и для непрерывного контроля температуры расплава (в металлургической промышленности и на производстве изделий из пластика). С помощью стационарных пирометров можно дистанционно регистрировать и регулировать температуру технологических процессов.
Во всех остальных случаях предпочтение отдается более удобным и практичным, но менее точным переносным приборам: такой пирометр легок и имеет небольшие размеры, что делает его незаменимым инструментом при определении мест перегрева оборудования и проверке состояния теплоизоляции.
Теперь о том, каков должен быть необходимый диапазон измерений. В оптической пирометрии различают температурный диапазон и спектральный. Если в первом случае все достаточно очевидно (низкотемпературные приборы предназначены для замера отрицательных температур, высокотемпературные — ориентированы на температуры, превышающие 1000 градусов Цельсия, а комбинированные — способны производить замеры как отрицательных температур, так и тех, что лежат в высокотемпературном диапазоне), то о спектральном диапазоне измерений стоит поговорить немного подробнее – от этого зависит точность измерений.
Спектральный диапазон пирометра зависит от длины регистрируемых прибором волн излучения. Чем выше температура поверхности, тем она короче. Т.е. по мере возрастания температуры поверхности, цвет свечения смещается из инфракрасной области спектра в сторону ультрафиолетовой.
Итак, точность измерений определяется типом прибора (инфракрасный, яркостной, цветовой, радиационный), его оптическими характеристиками (фокусное расстояние, оптическое разрешение), коэффициентом излучения (показателем черноты – характеризует отличие цвета исследуемой поверхности от черного) и погрешностью. Пирометры, цена на которые излишне доступна, как правило, не могут обеспечить высокой точности замеров.
Есть и другие показатели пирометров, которые должны учитываться при покупке. Например, инерция (скорость измерений), точность и разрешение прибора (обычно 0,1°С), вид экрана, тип лазерного прицела, питания (батарейки или аккумуляторы). Входы (для подключения термопар, компьютера), программное обеспечение, память, сигнализация, функция самописца и др.

Пирометры излучения предназначены для измерения высоких температур – при температуре выше 500°С, испускаемые нагретой поверхностью волны лучистой энергии смещаются из инфракрасной области оптического спектра в сторону ультрафиолетовой. Из темно-красного, свечение становится белым, т.е. содержит в себе все цвета спектра. Однако энергия с ростом температуры в основном излучается волнами короткой длины (зеленая, голубая и синяя части спектра).
По своему принципу работы пирометры излучения делят на оптические и радиационные. Об оптических пирометрах более подробно рассказано в соответствующем разделе, поэтому здесь мы расскажем о радиационных приборах для бесконтактного измерения температуры поверхности тел.
В основе действия этих устройств лежат законы излучения (Стефана-Больцмана и Кирхгофа). Оптика радиационных пирометров (система линз и диафрагма) фокусирует испускаемое нагретой поверхностью излучение на тепловом детекторе (термоаккумулятор с низкой инерцией, представляющий собой последовательно соединенные термопары или болометр). Детектор преобразует тепловую энергию в электрический сигнал, считываемый милливольтметром (он откалиброван на излучение абсолютно черного тела). Окуляр радиационного пирометра защищен светофильтром.
Достоинствами данных приборов являются высокая скорость измерений и высокий верхний предел измерений – так пирометры РАПИР способны регистрировать температуры до 4000 градусов. Они широко используются для управления технологическими процессами.

Яркостные пирометры оптические определяют температуру поверхности тела путем визуальной оценки яркости его свечения в сравнении с переменным монохроматическим свечением эталона (нити лампы накаливания, расположенной на фоне изображения изучаемого объекта). Для исключения влияния остального спектра, красный светофильтр прибора пропускает волны только определенной длины. Глядя в окуляр, исследователь меняет с помощью реостата накал (яркость свечения) нити. Когда температура эталона сравняется с температурой исследуемого объекта (сравняется яркость свечения – так называемая яркостная температура), нить перестанет быть видна (исчезающая нить).
Для увеличения предела измерений используются нейтральные светофильтры, поглощающие все волны оптического спектра (пирометр оптический с красным светофильтром позволяет измерять температуру до 1400 градусов, а с нейтральным – от 1400 до 6000).
Градуировка прибора выполняется также, как и в радиационных – по излучению абсолютного черного тела (коэффициент излучения равен 1).
Оптические пирометры используются в качестве основных интерполяционных приборов для Международной практической температурной шкалы (для температур выше 1064, 43°C - температура затвердевания золота).