Пирометр что это такое: как работает, измерение температуры бесконтактным методом

Как выбрать пирометр (2020)

Содержание

Содержание

Попробуйте, подсчитать, сколько приборов для измерения температуры вас окружает. Градусник, уличный термометр, домашний термометр, термометр в духовке, индикатор перегрева двигателя, термодатчики в холодильнике и морозильнике – причем это далеко не полный набор. И неудивительно – температура предметов и сред оказывает непосредственное влияние на сохранность продуктов, на работоспособность механизмов, электроники, да и нас самих. Поэтому точному измерению этой физической величины всегда придавалось большое значение.

Чаще всего мы меряем температуру контактным способом – с помощью термометра, прикладывая его к предмету или погружая в среду. Но иногда возникает необходимость произвести измерение на расстоянии. Как измерить температуру раскаленного куска металла? Быстро найти горячий участок трубопровода, проходящего на большой высоте? Определить, не перегревается ли высоковольтная шина? Контактный метод в этих случаях подходит плохо и на помощь приходят бесконтактные измерители – пирометры.

Принцип работы пирометров

Нагретые тела являются источниками инфракрасных лучей. И чем сильнее нагрето тело, тем мощнее ИК-излучение. Человеческий глаз не видит этого излучения, но для электронных сенсоров особой разницы между видимым светом и инфракрасным нет. Испускаемые предметом инфракрасные лучи проходят сквозь объектив и проецируются на сенсор, который по интенсивности излучения определяет температуру предмета.

Из принципа работы вытекают основные достоинства и недостатки пирометров. Инфракрасные лучи подчиняются законам оптики, но следует знать, что прозрачность многих материалов для инфракрасного излучения совсем не та, что для видимых лучей. Так, через обычное стекло проникают ИК-лучи с длиной волны не более 1 мкм. А большинство пирометров работает в диапазоне 8-14 мкм, и стекло для них будет непрозрачным.

Существует миф, что пирометр измеряет температуру с помощью лазерного луча – это не так, лазер служит только для прицеливания. Пятнышко лазерной указки на предмете еще не гарантирует того, что вы получите температуру именно предмета, а не оконного стекла, через которое прошел лазерный луч.

Пирометр может измерять температуру и по отраженному ИК-излучению – это может помочь при работе с труднодоступными деталями: не обязательно пытаться получить доступ к разогретой детали, для измерения температуры достаточно его отражения в зеркале. Но это же достоинство пирометра оборачивается и самым весомым недостатком – отраженный инфракрасный свет затрудняет измерение температуры и интересующего нас предмета, ведь какая-то часть ИК-излучения, идущая от него – отраженная. Чем выше отражающие способности материала, тем большую погрешность в результат вносят отраженные лучи. Для исключения этой погрешности следует знать коэффициент эмиссии поверхности предмета, температуру которого вы измеряете. Этот коэффициент характеризует отражающие способности материала и зависит от самого материала, от обработки поверхности (полировка может снизить этот коэффициент на порядок), от окраски и т.д. У большинства пирометров в руководстве приводится таблица с коэффициентами эмиссии распространенных материалов и вам потребуется ввести подходящее значение перед измерением.

У совсем простых моделей такой настройки нет, и они пригодны только для измерения температуры предметов из ограниченного списка материалов. В моделях подороже числа вводить не надо, вид материала можно выбрать в экранном меню. Но в любом случае как-то задать этот коэффициент потребуется – самостоятельно его приборы определить не в состоянии.

Еще один недостаток пирометров – они не измеряют температуру воздуха. Атомы воздуха слишком сильно рассредоточены, поэтому испускаемое ими инфракрасное излучение несравнимо мало по сравнению с излучением от любого предмета. Если даже у прибора есть функция измерения температуры воздуха, то это значит лишь, что в нем есть отдельный термометр внутри – и температуру он будет измерять только в месте нахождения.

Характеристики пирометров

Оптическое разрешение пирометра
Очевидно, «поле зрения» пирометра должно быть небольшим – чтобы пятно, которое «видит» сенсор, не превышало размеров предмета, температура которого нам интересна. Казалось бы, в чем проблема – надо подобрать объектив так, чтобы его угол зрения был минимальным. Но чем меньше площадь измеряемого пятна, тем меньше лучей проходит сквозь объектив и тем чувствительней должен быть сенсор. Поэтому оптическое разрешение пирометра – соотношение между расстоянием до предмета и диаметром пятна измерений – во многом определяет его функциональность и цену.

Приборы с небольшим оптическим разрешением – до 10:1 чаще используются для несложных измерений и в быту. Рабочее расстояние таких приборов – не более 1 метра, на больших расстояниях точность измерений сильно снижается.

Приборы с оптическим разрешением до 30:1 уже могут использоваться для измерения температуры небольших объектов на расстояниях до 3 метров.

Оптическое разрешение от 50:1 встречается обычно у профессиональных пирометров – они позволяют с высокой точностью измерять температуру тел на больших расстояниях, но и стоят в разы дороже бытовых.

Многие приборы снабжаются дополнительными функциями, позволяющими точнее «сфокусироваться» на интересующем вас объекте при одном и том же оптическом разрешении. Функция мин/макс значение, например, позволяет вывести на экран максимальное и минимальное значения температуры, которые прибор «увидел» внутри пятна. С этой функцией вы сможете определить температуру небольшого предмета, даже если пятно измерений больше его по размерам и в него попало много других, более холодных, предметов.

Некоторые приборы дают возможность настройки того, какую температуру будет показывать индикатор во время измерения: максимальную по пятну, среднюю или минимальную.

Читайте также:
Силикатный кирпич полуторный: описание и характеристика, отзывы

Функция непрерывного измерения пригодится при поиске точек утечки тепла или неисправных электрических элементов. С этой функцией вы можете перемещать лазерный маркер по интересующей вас поверхности, а пирометр будет в режиме непрерывного измерения выводить температуру поверхности в районе маркера.

Минимальная и максимальная определяемая температуры задают диапазон, в котором можно использовать прибор. Подбирайте параметры в соответствии с тем, каковы температуры интересующих вас объектов. Базовые модели обычно измеряют в пределах ‑50…500ºС, и для бытовых измерений этого вполне достаточно. Минимальная определяемая температура ниже -50 у этих приборов практически не встречается, а максимальная может достигать 2200ºС, но чем шире диапазон, тем дороже будет стоить пирометр.

Время отклика будет для вас важным, если нужно произвести множество измерений или если измеряемая температура меняется быстро. Например, под действием электрического тока некачественное контактное соединение может нагреться за секунду на сотни градусов. В этом случае времени отклика в 1 секунду будет слишком много – лучше брать прибор с временем отклика 0,5 секунд. Если и этого мало, придется раскошелиться – профессиональные модели обладают временем отклика до 0,15 секунд, но и стоят они соответственно.

Коэффициент эмиссии определяет, на какой материал настроен прибор. Бытовые приборы имеют коэффициент 0,95 – они подойдут для измерения температуры предметов из матового пластика, бетона, кирпичей, человеческого тела и т.д. (см. таблицу).

Если коэффициент эмиссии материала, температуру которого вы хотите измерить, сильно отличается от 0,95, то его нужно привести к нужному значению, наклеив на поверхность кусок изоленты, покрасив матовой краской и т.п. Если это невозможно сделать, то лучше сразу подбирать прибор с изменяемым коэффициентом эмиссии – большинство таких приборов позволяют задавать его в диапазоне от 0,1 до 1.

Определение влажности говорит о том, что в прибор встроен гигрометр. Он определяет влажность окружающего воздуха, но никак не предмета, на который нацелен лазерный маркер (как некоторые думают). Зачем это нужно? Чаще всего этой функцией пользуются для определения точки росы и оценки риска выпадения конденсата на исследуемых поверхностях.

Пирометры с определением влажности, как правило, умеют сами рассчитывать точку росы и при измерении температуры поверхности, могут сразу сообщить – появится ли на ней конденсат. Это может быть очень важно в складах, теплицах, да и в жилых помещениях тоже. Выпадение конденсата – неприятность само по себе, но при определенных температурах оно еще и способствует образованию плесени. Некоторые пирометры имеют функцию определения риска образования плесени.

Варианты выбора пирометров

Для бытовых целей вполне подойдет недорогой пирометр с диапазоном -50…500ºС – с его помощью вы сможете определить температуру сковородки, мяса в духовке или двигателя машины, не рискуя обжечься.

Для дистанционного определения температуры раскаленных и расплавленных металлов вам потребуется прибор с широким диапазоном и большим оптическим разрешением.

Если пирометр нужен вам, чтобы следить за климатом в помещениях, выбирайте среди приборов с определением влажности – он поможет вам избежать сырости и плесени.

Если вы делаете множество измерений, выбирайте среди приборов с памятью – чтобы избавить себя от необходимости записывать каждое значение.

Как устроены и работают бесконтактные термометры

Бесконтактные термометры или пирометры являются сегодня удобными приборами для дистанционного измерения температуры разнообразных объектов, жидкостей или твердых тел. Они широко применяются в теплоэнергетике для оперативного контроля температуры важных участков, в электроэнергетике – для обеспечения пожаробезопасности, в лабораторных условиях, на предприятиях, в строительстве для расчета теплопотерь, в быту, в охранных системах и много где еще.

Первый подобный прибор был изобретен в далеком 1731 году голландским физиком Питером ван Мушенбруком, и измерения производились визуально, можно было по цвету раскаленного тела судить о его температуре. Но современные типы пирометров сильно расширили область своего применения, и позволяют измерять даже температуры близкие к нулю градусов Цельсия и ниже. Однако принцип остался в целом тем же — измеряется мощность исходящего от объекта теплового излучения, и из этого делается заключение о его температуре. Измерения осуществляются в инфракрасном и видимом диапазоне спектра.

В 1967 году американская компания Wahl представила первый переносной пирометр, поскольку именно в 60-е годы были сделаны важнейшие научные открытия, положившие начало развитию направления создания промышленных пирометров, обладающих достаточно высокими характеристиками при небольших габаритах. Принцип на основе построения сравнительных параллелей, с применением инфракрасного приемника, способного определить количество излучаемой объектом тепловой энергии, позволил значительно расширить диапазон температурных измерений как для жидких, так и для твердых тел.

На данный момент пирометры очень популярны, и широко используются для бесконтактного измерения на расстоянии температуры объектов в быту, в сфере ЖКХ, на предприятиях, – везде, где требуется контроль за температурой различных процессов на этапах производства и в процессе работы многих устройств. Пирометры дают возможность безопасно измерить температуру даже раскаленного тела, без необходимости физически контактировать с ним.

Пирометры бывают оптическими, радиационными и цветовыми. Первые позволяют осуществить визуальное сравнение цвета нагретого тела с цветом эталонной нити, и таким образом определить его температуру. Радиационные пересчитывают мощность теплового излучения, и могут измерять довольно широкий спектр температур. Цветовые сравнивают тепловое излучение объекта в различных спектрах, и производят затем вычисление его температуры, такие пирометры также отличаются широким спектром измерения.

Читайте также:
Отточенто: штукатурка под бархат

Все пирометры можно также разделить на низкотемпературные и высокотемпературные. Низкотемпературные позволяют измерять даже температуры ниже нуля, а высокотемпературные отличаются высоким верхним пределом измерений.

По типу исполнения пирометры различаются на переносные и стационарные. Последние используются на крупных промышленных предприятиях для очень точного и непрерывного контроля за технологическим процессом, например при производстве расплавов пластиков и металлов. Переносные пирометры популярны в быту и в качестве портативных термометров на различных производствах, они наглядно представляют информацию о температуре на дисплее в текстовом или графическом виде.

Устройство и функционирование современного инфракрасного пирометра можно описать следующим образом. Тепловой луч, принятый прибором, фокусируется оптической системой, и затем попадает на датчик температуры (это первичный пирометрический преобразователь), на выходе пирометрического преобразователя получается в результате электрический сигнал, значение которого пропорционально значению температуры исследуемого объекта. Полученный от датчика сигнал проходит далее через электронный преобразователь (это вторичный пирометрический преобразователь), и попадает в измерительно-счетное устройство и в нем обрабатывается. Результат вычислений отображается на дисплее, в наиболее популярных моделях — в виде цифр.

Так, для получения точного значения температуры поверхности исследуемого объекта, пользователю достаточно лишь включить прибор, навести его на исследуемый объект и нажать на пусковую кнопку. Результат измерения отобразится на дисплее в виде цифр или графически в виде разноцветного изображения, где спектрально области низких, средних и высоких температур будут выделены разными цветами.

Основные технические характеристики пирометров:

оптическое разрешение (выпускаются модели с разрешением от 2:1 до 600:1);

измеряемый температурный диапазон ( максимальный – от -50° C до +4000° C );

разрешение измерения — типичные значения 0,1° C или 1° C;

точность измерения (оптимальной считается ± 1,5%);

быстродействие (современные пирометры требуют не более 1 секунды);

коэффициент излучения — может быть настраиваемым или фиксированным;

способ нацеливания — лазерный целеуказатель или оптическое наведение.

Наиважнейшими параметрами пирометров являются настройка степени черноты объекта и оптическое разрешение (показатель визирования) прибора. Оптическое разрешение пирометра характеризуется отношением расстояния от пирометра до поверхности тела к диаметру круглого пятна на поверхности тела (область точного измерения температуры ограничена этим пятном ), температура которого измеряется.

Так, если требуются температурные измерения с небольшого расстояния, применяют пирометр с небольшим разрешением, например, 4:1, а если измерения планируется проводить с нескольких метров, то разрешение должно быть побольше, чтобы посторонние объекты не попали в поле зрения прибора. Зачастую пирометры оснащаются лазерным целеуказателем для более точного наведения прибора на исследуемый объект.

Степень черноты или коэффициент излучения материала характеризует отражающую способность самого материала, температура которого дистанционно измеряется пирометром. Для инфракрасного термометра, коими и являются популярные сегодня пирометры, данный показатель крайне важен. Он определяет отношение излучаемой исследуемой поверхностью энергии к энергии излучаемой абсолютно черным телом при той же температуре, и значение данного параметра лежит в диапазоне от 0 до 1. Так, окисленная сталь обладает степенью черноты 0,85, а полированная — 0,075.

На многих торговых интернет-площадках, да и в магазинах электроники, сегодня широко представлены портативные пирометры с лазерным нацеливанием, которые отлично подойдут для бытовых нужд, а также специальные медицинские пирометры на замену ртутным градусникам. Для промышленных же целей применяются более точные и более дорогие пирометры, обладающие кроме прочего вспомогательными средствами передачи информации и возможностью соединения с компьютером и специальными устройствами.

Пирометр — что это такое?

Испокон веков люди измеряли температуру. Казалось бы, нет ни чего проще, однако при более детальном рассмотрении этот вопрос сразу обрастает все новыми и новыми сложностями. Первобытному человеку, наверное, было достаточно измерение температуры по принципу холодно-тепло и в зависимости от этого, он надевал либо набедренную повязку, либо шкуру убитого накануне медведя! Но времена меняются, и такого рода измерение уже не устраивает, а точности измерения становится не достаточно.

Появились разного вида термометры, которые позволяли достаточно точно измерять температуру. Но и они не всегда были удобны, так как для измерения термометром необходим контакт измерительного зонда с объектом измерения. А как быть если необходимо измерить температуру в точке, до которой очень трудно добраться? А если точка находится в агрессивной среде? А если объект находится в постоянном движении?

В общих чертах была поставлена задача и инженерная мысль начала поиск решения этой проблемы. Так, во второй половине прошлого века появились первые пирометры. Первый пирометр был разработан и выпущен в 1967 году американской компанией WAHL.

Компания смогла на основе важнейших физических открытий в этой области начать массовое производство пирометров с высокими потребительскими характеристиками и все это смогли спрятать в маленький корпус. Новый принцип измерения заключался в построения сравнительных параллелей, когда вывод о температуре тела производился на основе данных инфракрасного приемника, определяющего количество излучаемой телом тепловой энергии. Такой метод измерения позволил существенно расширить границы измерения температуры твердых и жидких тел в самых труднодоступных местах. Пирометры прочно заняли свое место в линейке приборов для определения температуры!

Читайте также:
Покрытие для ламината

Строго говоря, пирометр — это прибор который бесконтактно производит измерение температуры разного рода тел и сред на основе измерения мощности теплового излучения объектов измерения в диапазоне инфракрасного излучения, а также в области видимого света.

Исходя из этого, можно определить основные характеристики пирометров — это оптическое разрешение и настройка степени черноты тела. Оптическое разрешение или как его еще называют Показатель визирования это отношение диаметра пятна визирования на поверхности объекта, измерение температуры ( излучения) с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Это можно представить себе так — конусный луч фонарика освещает поверхность и чем дальше поверхность тем большее пятно засвечивается то есть с увеличением расстояния до измеряемого объекта большая поверхность измеряется.

Но как быть когда необходимо измерить очень маленький объект в окружении других объектов, имеюoих разные температуры? Ответ прост — коэффициент визирования (оптическое разрешение пирометра) должен быть максимальным (то есть, конус «фонарика» должен быть очень узким в предельном значении — луча). Это достигается использованием качественной оптики или проще говоря объективом пирометра, при этом стоимость одинаковых пирометров с разными объективами (коэффициентами визирования) может отличаться в десятки раз! Для точности визирования современные пирометры имеют лазерный указатель, который будет показывать центр измерительного пятна.

Ни в коем случае нельзя эту точку воспринимать как область измерения температуры — в зависимости от оптического разрешения область измерения будет кругом, с центром в точке от лазерного луча, с диаметром от 1 сантиметра до 1 метра! Степень черноты тела или как его называю иначе коэффициент излучения характеризует прежде всего свойства поверхности объекта измеряемую пирометром. Этот показатель определяется как отношение энергии, излучаемой данной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Он может принимать значения от 0,1 до значений, близких к 1.

Для примера: если для окисленной стальной поверхности коэффициент составляет примерно 0,85, то для полированной стали он снижается до 0,075. Это один из основных факторов, которые влияют на точность показаний иными словами — не может быть произведен замер температуры с большой точностью, без корректировки пирометра, для конкретного объекта. Но это необходимо делать только в том случае, когда нам необходимо получить очень точные показатели измерений.

В повседневной жизни для измерения температуры погрешность вносимая коэффициентом излучения, соизмерима и укладывается в общую погрешность, при этом необходимо учитывать «однородность» измеряемых пирометром объектов то есть с одинаковы коэффициентом излучения или же в определенном диапазоне.

Все пирометры можно разделить по следующим категориям или признакам:

  • По принципу измерения пирометры бывают яркостные пирометры позволяющие определять температуру объекта путем сравнения цвета с эталоном.
    Радиационные пирометры измеряющие температуру объекта посредством пересчета мощности теплового излучения. Цветовые пирометры позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
  • По температурному диапазону:
    Низкотемпературные. Пирометры этого типа способны определять отрицательные температуры, при этом диапазон положительных температур может быть достаточно большим.
    Высокотемпературные. Пирометры работают в диапазоне высоких температур и не способны производить замеры объектов с отрицательной температурой.
  • По способу эксплуатации:
    Переносные пирометры предназначенные для эксплуатации в полевых условиях. Они имеют малый вес, дисплей отображения показателей, автономное питание. Предназначены для очень широкого круга задач по измерению температуры. Могут иметь внутреннюю память и подключаться к компьютеру для передачи данных.
    Стационарные пирометры предназначены для выполнения чаше всего постоянного замера в конкретной точке. Обладают повышенной точностью и как правило не имеют своего дисплея, а передают данные на компьютер или пульт управления Способны работать при неблагоприятных условиях окружающей среды. Чаще всего применяются при необходимости замеров на промышленных предприятиях. Имеют большие размеры и вес.

Область применения пирометров очень велика, и они все сильнее теснят традиционные приборы для измерения температуры. Но все таки основная задача пирометров это измерение температуры в труднодоступных местах и в местах с агрессивными средами, а также объекты которые находятся в постоянном движении или расположены в электро или пожароопасных местах.

В настоящее время предложений по продаже пирометров очень много и здесь главное не ошибиться в выборе производителя. Пирометры, которые предлагаем мы, выпущены на промышленном государственном предприятии Китая, заводе по производству электронных приборов и компонентов CEM, SHENZHEN EVERBEST MACHINERY INDUSTRY CO., LTD.

Государственное предприятие «СЕМ» принадлежит к категории предприятий имеющих высшую оценку экспертов по качеству выпускаемой продукции. Этому предприятию предлагают свои заказы для производства многие ведущие фирмы, специализирующиеся на разработке измерительной техники. В линейке пирометров, представленных фирмой «СЕМ» насчитывается десятки пирометров, которые обеспечивают все диапазоны измерения температуры.

При выборе пирометра следует обратить внимание на следующие особенности и характеристики:

  • Диапазон измеряемой температуры. Разные модели инфракрасных пирометров способны показывать температуру объектов от отрицателных до высоких температур, лучше выбирать пирометр уже зная какой диапазон температур вам нужен
  • Оптическое разрешение. еще называют показателем визирования. Оптическое разрешение пирометра определяется отношением диаметра так называемого пятна на поверхности объекта, излучение с которого регистрируется пирометром к расстоянию до объекта. Чтобы понять какое оптическое разрешение пирометра вам нужно, необходимо знать где будет применяться прибор. Если нужно или возможно измерять температуру объекта с небольшого расстояния(10-30см) и площадь предмета будет достаточно большой(от 3см2), то подойдут инфракрасные термометры с небольшим оптическим разрешением например 8:1 вряд ли подойдет. Если требуется измерять температуру с растояния в несколько метров, то следует выбирать пирометр с высоким оптическим разрешением, так что бы пятно измерения не выходило за пределы объекта например 50:1.
  • Ниже изображен рисунок пирометра и его пятно измерения температуры на разном расстоянии, как выбрать пирометр:

  • Погрешность. Выбирается пирометр в зависимости от того с какой точностью вам нужно измерить температуру объекта с помощью бесконтактного термометра
  • Излучаемость (коэфициент излучения). Коэффициент излучения (называемый иногда «степень черноты») характеризует способность поверхности тела излучать инфракрасную энергию. Этот коэффициент определяется как отношение энергии, излучаемой конкретной поверхностью при определенной температуре к энергии излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Коэффициент излучения пирометра может принимать значения от очень малых, ниже 0,1 до близких к 1. В недорогих моделях пирометров он как правило фиксированный(усредненный 0,95), если вы измеряете температуру объекта у которого степень черноты отличается от 0,95 то пирометр с фиксированным коэфициэнтом будет измерять с большей погрешностью. В более дорогих моделях есть возможность устанавливать для каждого объекта свой коэффициент излучения. Неправильный выбор коэффициента излучения — основной источник погрешности для всех пирометрических методов измерения температуры.
  • Контактный датчик температуры (термопара). У более дорогих моделях в комплекте идет термопара с помощь которой можно откалибровать пирометр для каждого объекта, путем вычисления коэфициента излучения.
  • Лазерный целеуказатель. Практически во всех моделях пирометров есть лазерный целеуказатель, он упрощает наведение инфракрасного термометра на цель В профессиональгных моделях пирометров встроен двойной лазерный целеуказатель, при наведении на объект когда два лазерных луча сходятся в одной точке достигаестся оптимальное расстояние до объекта.
  • Возможность записи видео и фото. Модели пирометров с возможностью при измерении температуры одновременной записи видео измеряемого объекта, эта функция удобна при анализе данных температуры объекта.
  • Передача данных на ПК. Модели имеющие интерфейс USB для передачи данных на ПК и последующего анализа
  • Регистрация и удержание данных на дисплее. Возможность пирометров регисрировать максимум и минимум при измерении температуры, а также удерживвать показания после измерения.
  • Читайте также:
    Особенности выбора парников для дачи: разбираемся по пунктам

    Пирометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

    Чтобы измерить температуру бесконтактным методом, используется пирометр, в народе его еще называют инфракрасный термометр. Это высокоточное оборудования позволяет измерять температуру, находясь в нескольких метрах от объекта.

    Сейчас такое оборудование используется не только в промышленности, энергетики, медицине и других областях, есть и бытовые аппараты. Стоимость мобильных приборов невысокая, поэтому они эффективно применяются для контроля хранения продуктов, медикаментов, ими оснащаются пожарные команды и т.д.

    Виды пирометров

    Пирометр представляет собой сложное устройство, при помощи которого на расстоянии можно измерить температуру объекта в диапазоне от -50° до +3000°. Есть много технологий измерения и расшифровки инфракрасного излучения. Такие приборы классифицируют:

    По методу работы:
    • Инфракрасные пирометры, у них также есть другое название — радиометры, в основе их работы лежит радиационный метод, а для точности наведения, они оснащаются лазерными прицелами.

    • Оптические, они работают в диапазонах видимого и инфракрасного излучения.
    Оптические приборы имеют свою классификацию:
    • Яркостные, их принцип работы основан на сравнении цвета излучения встроенной нити и исследуемого объекта.
    • Цветовой, работает на основе сравнения яркости тела в разных областях спектра.
    По коэффициенту излучения. Он может быть фиксированным или переменным.
    По способу перемещения:
    • Стационарные устройства используются в разных отраслях промышленности.

    • Мобильные варианты используются в быту или там, где важна мобильность прибора.
    По диапазону измерений:
    • Низкотемпературные пирометры могут измерять отрицательные температуры от -50°.
    • Высокотемпературные — они позволяют измерять температуру +400° и больше.
    Устройство прибора

    Несмотря на то, что существует большой выбор приборов, которые отличаются по размерам, возможностям и своему назначению, устройство у них практически одинаковое.

    Стандартные приборы внешне походят на пистолет, и в своем составе имеют такие элементы:

    • Если присутствует лазерное наведение, то объект должен находиться в зоне прямой видимости. У оптоволоконных приборов есть оптоволоконный кабель, который можно изгибать. Недостатком является то, что кабель надо расположить от объекта на определенном расстоянии, что не всегда удобно, зато сам измерительный прибор будет находиться на безопасном расстоянии вне зоны действия высокого давления, электромагнитных излучений и т.д.
    • Пирометр может иметь аналоговый или цифровой экран.
    • Чтобы обеспечить точность измерений, диаметр измеряемой поверхности, должен быть не менее 15 мм.
    • Кроме визуального контроля температуры, пирометры имеют и звуковое оповещение, оно срабатывает, когда достигается определенная граница измерений.
    • При выполнении нескольких измерений, есть возможность определить среднее значение.
    • Имеется возможность сохранения в памяти полученную информацию.
    • В большинстве современных устройствах уже есть USB выход, что позволяет быстро и просто считывать с них информацию.
    Принцип действия

    Рабочими элементами в инфракрасном пироскопе являются линза, приемник инфракрасного излучения и экран, на котором можно увидеть результаты измерений. От исследуемого объекта идет инфракрасное излучение, которое при помощи линзы фокусируется, а затем направляется в приемник, который может быть в виде полупроводника или термопары, а когда их несколько, то термобатареи.

    Читайте также:
    Рубероид «Технониколь»: технические характеристики

    Когда ИК-приемник нагревается, то изменяется напряжение, в случае использования термопары или сопротивление, когда используются полупроводники. Эти изменения при помощи электронной системы преобразуются в показания температуры и выводятся на дисплей.

    Изменение температуры измеряемого объекта приводит к изменению его инфракрасного излучения и это все отражается на экране пироскопа. Для проведения измерений, надо просто навести пироскоп на исследуемый объект, нажать на спусковой крючок и зафиксировать полученный результат. При помощи кнопки, можно выбрать измерение температуры по шкале Фаренгейта или Цельсия.

    Область применения

    Основные сферы деятельности, где могут использоваться пирометры:
    • Строительство и теплоэнергетика. В этой области они используются для расчета теплопотерь зданий, также они помогают искать повреждения теплоизоляционного слоя на трубах, стенах и других объектах.
    • Бытовое применение. В бытовых условиях при помощи таких приборов определяют температур тела, воды, еды, деталей автомобилей и др.
    • Промышленность. Такие приборы позволяют на расстоянии анализировать температуру различных процессов, как в машиностроении, металлургии, так и в других областях промышленности.
    • Наука. Здесь они используются для определения точной температуры веществ и предметов, во время проведения различных опытов и исследований.
    Как выбрать пирометр
    Надо обращать внимание на следующие характеристики:
    • Диапазон измеряемых температур, надо учитывать, с какой целью вы его собираетесь использовать.
    • Спектральный диапазон, он должен соответствовать тому спектру, в котором планируете выполнять измерения.
    • Тип прицела, он может быть лазерным или оптическим, его выбор зависит от расстояния до объекта.
    • Оптическое разрешение, этот параметр характеризует расстояние до объекта и его размер.
    • Прибор одно- или двухцветный, первый вариант более популярный, а второй используют, когда обследуемый объект движется или быстро меняет температуру.
    • Наличие звуковой сигнализации, она срабатывает, когда значения температуры выходят за установленные пределы.
    • Способ вывода результатов, они могут просто выводиться на экран, запоминаться или передаваться на компьютер.
    Достоинства инфракрасных пирометров:
    • Простая конструкция, поэтому они редко ломаются.
    • Удобная и несложная эксплуатация.
    • Невысокая стоимость.
    • Мобильность.
    • Хорошая разрешающая способность.
    • Способность проводить измерения температуры до — 50 градусов.
    Наличие большого числа преимуществ, делают пирометр популярным и распространенным, но есть у него и некоторые недостатки:
    • Результат измерений будет зависеть от излучательной способности предмета, температура которого измеряется. Для компенсации такой погрешности, на современных приборах есть соответствующие регулировки.
    • На точность проводимых измерений имеет влияние расстояние между прибором и объектом.

    Главное преимущество оптических пирометров в том, что точность измерений не зависит от излучательной способности предмета и от расстояния до него. Современные оптические пироскопы будут давать погрешность в 1 градус в диапазоне температур 600-2400°С. Основным их недостатком является высокая цена. Такие пирометры менее популярные, по сравнению с инфракрасными приборами.

    Особенности работы

    Чтобы получить максимально точные результаты измерений, надо четко соблюдать расстояние, с которого оно выполняется, узнать его можно из инструкции к каждому прибору.

    Некоторые пирометры имеют спусковой механизм, который работает в двух положениях. Если клавишу нажать до половины, то можно сканировать неоднородные по температуре участки. На дисплее результат будет постоянно меняться. Во втором положении, определяется наивысшая температура, после чего она фиксируется на экране.

    Наличие переключателя коэффициента излучения помогает правильно настроить пирометр и получить точные результаты. В комплекте с пироскопом, обычно есть таблица, согласно которой проводятся такие настройки.

    Как и любые другие приборы, пирометры имеют свои недостатки, но благодаря им можно измерять температуру объекта бесконтактно, что делает их в некоторых случаях просто незаменимыми. Современные бытовые устройства имеют доступную стоимость и способны обеспечивать необходимую точность измерений.

    Пирометры. Виды и устройство. Измерения и применение

    Пирометры это приборы для определения температуры объекта бесконтактным методом. Особенностью пирометра является его невысокая стоимость. Чтобы измерить температуру объекта, необходимо направить на него прибор, в результате определяется его температура.

    Пирометры классифицируются по определенным признакам, и разделяются на основные виды.

    По основному принципу действия:
    • Оптические устройства, действующие в диапазонах спектра видимого света и инфракрасных невидимых лучей.

    1 — Объектив
    2 — Ослабляющий светофильтр
    3 — Лампа
    4 — Нить накаливания лампы
    5 — Милливольтметр
    6 — Реостат
    7 — Движок реостата
    8 — Монохроматический светофильтр
    9 — Окуляр
    10 — Кольцевая рукоятка реостата
    11 — Рукоятка прибора

    Принцип его работы основан на сравнении яркости излучения объекта с яркостью нити, излучение которой заранее известно. Луч света от нагретого объекта по объективу попадает в прибор. Далее по окуляру наблюдатель видит и сравнивает яркость объекта с яркостью нити температурной лампы.

    Такое сравнение производят в монохроматическом свете, который создает специальный светофильтр. Нить накаливается от аккумулятора, ее накал регулируют реостатом. Температуру определяют по показанию милливольтметра пирометра, который имеет градуировку в градусах соответственно накалу нити.

    • Радиометры (инфракрасные), применяющие радиационный способ для ограниченного интервала инфракрасных лучей. Оснащаются лазерным указателем для обеспечения точности наведения.

    1 — Объектив
    2 — Диафрагма
    3 — Лампа
    4 — Медный кожух
    5 — Корпус
    6 — Светофильтр
    7 — Окуляр
    8 — Накал
    9 — Милливольтметр
    10 — Накал

    Принцип их работы заключается в том, что тепловое излучение от нагретого объекта улавливается и фокусируется чувствительным элементом прибора, который соединен с термопарой. Прибор состоит из корпуса с объективом. Чувствительная часть пирометра выполнена в виде крестообразной платиновой пластины, к которой припаяны 4 спая термопар, выполненных в виде термобатареи.

    Читайте также:
    Раковина с тумбой в ванную комнату – практичность и стиль

    При охлаждении или нагревании чувствительного элемента нагреваются и эти термопары. Термопары и платиновая пластина находятся в стеклянной лампе, закрытой медным кожухом, в котором есть отверстия для тепловых лучей, проходящих на чувствительный элемент. По цоколю лампы отведены концы термопар и подключены к клеммам.

    При наведении пирометра необходимо добиться того, чтобы объект оказался в телескопе и закрыл поле зрения. Четкость изображения достигают передвижением окуляра. Для предохранения глаза человека от яркого света пользуются светофильтром. Он передвигается ручкой, находящейся возле клемм.

    Оптические устройства также разделяют:
    • Цветовы е , мультиспектральные, действующие путем сравнения энергии яркости предмета с другими областями спектра. Они применяются минимум для двух исследуемых участков.
    • Яркостные пирометры. Их называют устройствами с пропадающей нитью. Работа основана на сравнении излучения поверхности со значением излучения нити, по которой проходит электрический ток. Величина силы тока и является значением исследуемой температуры объекта.
    По методу прицеливания пирометры разделяют:
    • С лазерным прицелом.
    • С оптическим наведением.
    По виду коэффициента излучения:
    • С постоянным коэффициентом.
    • С переменным коэффициентом.
    По методу перемещения:
    • Переносные (мобильные), применяемые на производственных участках, где необходима мобильность измерений. Предназначены для эксплуатации в тяжелых климатических и промышленных условиях. Имеют повышенное оптическое разрешение, что позволяет определять тепловое состояние предметов размером 5 мм. Переносные устройства применяются в различных сферах промышленности для измерения температуры и слежения за сложными технологическими процессами, которые связаны с соблюдением температурного режима.

    • Стационарные пирометры, применяемые в тяжелой промышленности. Служат для постоянного контроля над процессом производства в литейном производстве металлов, а также изготовления пластиковых элементов. Их монтируют в труднодоступных местах, где нет возможности применить датчики температуры с точки зрения безопасности работников.

    По рабочей температуре:
    • Высокотемпературные (более +400 градусов). Служат для измерения высоко нагретых предметов.
    • Низкотемпературные (до -30 градусов). Служат для исследования температуры тел при отрицательных величинах.
    Устройство и работа

    Температуру можно измерять различными устройствами, которые разделяют на контактные модели, и с дистанционным методом измерения. Пирометры относятся к приборам с дистанционным принципом действия.

    Пирометр стандартного исполнения выполнен в виде пистолета. На нем имеется маленький жидкокристаллический индикатор, на котором выводится информация измеряемых параметров температуры.

    Удобный корпус и панель управления, лазерное наведение и повышенная точность сделали популярным этот инструмент среди инженерно-технических работников. Дисплей прибора может быть цифровым или аналоговым. Для обеспечения необходимой точности измерения, диаметр поверхности излучения допускается не меньше 15 мм

    В функции пирометра обычно включены:
    • Визуальный и звуковой сигнал при достижении определенной границы измерения.
    • Определение наибольшего и наименьшего значения среди серии замеров.
    • Встроенная память для сохранения информации.

    Инновационные модели пирометров оснащены USB выходом для передачи информации на внешний носитель или компьютер.

    Работа пирометра заключается в идентификации тепловых волн, излучающихся от нагреваемой поверхности. Схема прибора изображена ниже.

    1 — Измеряемый объект
    2 — Тепловое излучение
    3 — Оптика
    4 — Зеркало
    5 — Видоискатель
    6 — Ось видоискателя
    7 — Измерительно-счетное устройство
    8 — Электронный преобразователь
    9 — Корпус
    10 — Кнопка
    11 — Датчик

    Тепловое излучение поступает на датчик пирометра через раструб. В датчике энергия тепла преобразуется в сигнал электрического тока. Мощность этого полученного сигнала имеет зависимость от температуры исследуемого объекта. Чем больше температура, тем большая величина тока возникает в датчике.

    Далее сигнал поступает на электронный преобразователь, который подает информацию на жидкокристаллический экран. Одной из разновидностей пирометров являются тепловизоры, которые работают по принципу сравнивания спектра излучения тепла с образцовым спектром.

    На многоцветном экране появляется проекция картинки от воздействия теплового излучения объектов, попавших в зону действия прибора. С помощью параметров спектра определяют значение температуры и наглядно наблюдают ее динамическое изменение на поверхности материала. Тепловизоры стали популярными для контроля функциональности отопления жилых домов, а также выявления мест утечки теплоносителя, находящегося в скрытой области.

    Технические параметры

    Функционирование пирометров сопровождается своими определенными параметрами, которые учитываются при выборе модели прибора, основные из таких параметров рассмотрим подробнее.

    Оптическое разрешение

    Этот параметр определяет площадь исследуемого предмета для измерения температуры, и зависит от угла обзора объектива прибора, чем больше угол обзора, тем больше возможная площадь исследования, с учетом удаленности до объекта.

    Основным условием выполнения точного исследования является наведение прибора именно на измеряемую поверхность. Если захват площади будет больше, то температура определится с большой погрешностью. Оптическим разрешением называется величина отношения размера (диаметра) захвата пирометра к удаленности до объекта.

    Этот параметр зависит от модели устройства и колеблется в значительных пределах: от 2:1 до 600:1. Показатель с более высоким разрешением относится к профессиональным пирометрам, используемым для измерения температуры поверхностей в промышленном производстве. Для бытовых условий вполне подойдут модели пирометров с оптическим разрешением 10:1.

    Рабочий диапазон

    Величина диапазона работы зависит от свойств датчика прибора. Чаще всего этот параметр находится в пределах -30 +360 градусов. Для бытовых нужд вполне подойдут любые виды пирометров, так как в системе отопления наибольшая температура теплоносителя не превосходит 110 градусов.

    Читайте также:
    Светодиодный светильник под шкафы на кухню — подсветка рабочей зоны в помощь хозяйке - плюсы и минусы
    Точность

    Эта величина показывает пределы колебаний температуры при измерении, и зависит от правильности настройки прибора. Средняя величина точности пирометров равна 2%.

    Коэффициент излучения

    Отношение мощности излучения тепла исследуемой поверхности к мощности излучения абсолютно черного тела называют коэффициентом излучения. Черные неблестящие предметы имеют коэффициент излучения, равный 0,95. Поэтому многие приборы дистанционного измерения температуры имеют настройки на эту величину.

    Однако, при попытке измерения температуры предмета, выполненного из алюминия, и отполированного до блеска, величина температуры на экране прибора будет иметь большие отличия от действительной температуры.

    Для обеспечения необходимой точности исследований температурного режима большинство приборов оснащают лазерной указкой, с помощью которой пятно света находится не в центре, а определяет оптимальную границу измерения.

    Правила пользования

    После покупки устройства следует тщательно изучить прилагаемую инструкцию. Правила применения прибора несложные. Неправильное пользование пирометром приведет к большой погрешности измерения, или к возникновению неисправностей.

    Рекомендуется следовать некоторым правилам при применении этого устройства:
    • Включить прибор.
    • Направить на исследуемую поверхность раструб.
    • Лазерной указкой определить пределы измерений.
    • После приведения прибора в рабочий режим на дисплее появится величина температуры. От конструктивных особенностей прибора зависит, будут ли сохранены данные в память пирометра или они заменятся следующими данными.

    Обычный человек легко справится с практическим использованием пирометра. Для фирм, монтирующих и проектирующих автономные отопительные системы, они стали необходимым прибором.

    Сфера применения

    Широкую популярность пирометры приобрели на производстве с наличием оборудования теплоэнергетики: паропроводы, теплотрассы, бойлеры, различные нагревательные устройства.

    Нередко пирометрами пользуются в сфере электроэнергетике для измерения элементов в распределительных щитах, трансформаторах,кабелей и контактных соединений.

    В металлургической отрасли такими приборами измеряют температуру прессов, станков, печей. В электронной промышленности его используют для замера уровня нагревания деталей и компонентов схем.

    Автолюбители используют их для диагностики двигателя автомобиля. Другими сферами применения этого полезного прибора являются: определение нагрева электродвигателей, узлов транспортных средств, температуры при хранении пищевых продуктов.

    При обследовании сооружений и жилых домов состояние функционирования отопления, кондиционирования и вентиляции, контроля холодильного оборудования пирометры являются незаменимыми помощниками.

    Устройство утеплённой монолитной плиты с подогревом пола

    Все больше качественных современных домов возводят на плитном фундаменте УШП или УФП. Сегодня сайт RMNT рассмотрит, насколько целесообразно такое решение, в каких случаях имеет смысл ставить дом на плиту, а также приведём базовую инструкцию по строительству монолитного плитного фундамента с утеплением.

    • Выгода от плитного фундамента
    • Конструкция плитного фундамента
    • Подготовка основания
    • Конструктивные решения
    • Монтаж опалубки
    • Армирование и заливка бетона
    • Видео по теме:

    Выгода от плитного фундамента

    В индивидуальном строительстве закладка здания на плитном фундаменте практикуется в двух случаях:

    1. Когда тяжёлая постройка возводится на ослабленном грунте, при высоком УГВ или выраженном пучении. Плита помогает снизить давление на грунт и является наиболее стабильным типом основания.
    2. При строительстве дома с низким тепловым балансом. Такой фундамент способствует минимизации потерь тепла в грунт и позволяет использовать подогрев пола как единственный метод отопления.

    Во втором случае однозначный плюс — избавление от отопительных приборов и трубопроводов. Кроме того, после правильной обработки плитный фундамент представляет отличную основу для чистовых напольных покрытий. Выдаваемая за преимущество возможность прокладки в плите коммуникаций таковой не является: при ленточном фундаменте с обратной засыпкой проложить трубы водоснабжения и канализации значительно проще.

    Плитный фундамент хорошо справляется с перемещением грунта как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Монолитная основа может устраиваться на участках, где производилось террасирование или планирование с насыпкой, время на усадку почвы при этом не требуется.

    Опасность для монолитной плиты представляет только неравномерное сдавливание грунта при условии, что участок с мягкой или подвижной почвой занимает более 40% площади плиты. Ввиду этого проведение гидрогеологических изысканий для разработки строительного проекта строго обязательно.

    Конструкция плитного фундамента

    Плита повторяет контуры наружных стен здания с выступом от 50 до 80 мм. Такой допуск необходим, чтобы компенсировать кручение опалубки и кривизну стен так, чтобы ни в одном месте они не нависали над фундаментом.

    Толщина плиты избирается в соответствии с требуемой способностью выдерживать нагрузку на изгиб. Серьезные расчёты следует вести только при строительстве зданий свыше двух этажей, включая бейсмент. Стандартной толщины плиты в 35 см вполне достаточно даже для кирпичных строений, особенно если фундамент выполняется по финской технологии и имеет ребра жёсткости по краям.

    Толщина в 35 см считается стандартной по простой причине. Защитные слои бетона для верхнего и нижнего пояса арматуры составляют соответственно 50 и 70 мм. Оставшиеся 230 мм — оптимальный отступ между арматурными сетками, необходимый для правильного восприятия растягивающих и изгибающих нагрузок.

    В большинстве случаев прочность такой плиты является избыточной. Если есть желание сэкономить на бетоне и арматуре, либо ослабить давление на грунт из-за его высокой просадочности, можно провести тщательный расчёт. Единого норматива для утеплённых монолитных плит нет, но можно пользоваться следующими документами при разработке:

    • СНиП 2.02.01–83 «Основания зданий и сооружений» — базовая информация по расчёту фундаментов и разработке их конструкции;
    • СП 50–101–2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» — наиболее актуальный свод рекомендаций по строительству фундаментов;
    • СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» — информация о том, как рассчитать несущую способность фундамента по предельным состояниям;
    • СП 52–101–2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» — поможет правильно разработать арматурный каркас и форму бетонного изделия.
    Читайте также:
    Особенности виниловой плитки для пола

    При расчёте нагрузок нужно учитывать конфигурацию несущих стен. Если все они расположены по периметру, плита будет испытывать сочетанное скручивающее воздействие по линзообразной эпюре. Если же дом имеет внутренние несущие стены, нагрузка будет распределена более равномерно, и при достаточной толщине фундамента моментом скручивания можно пренебречь. Облегчить вес плиты без потери прочности можно путем устройства перекрёстной системы рёбер жёсткости. Их делают высотой до 40–50 см, ширина равна толщине плиты.

    Подготовка основания

    Плитный фундамент обязательно должен опираться на подушку из песка и гравия, защищающую от морозного пучения и эрозионного действия грунтовых вод. После геодезии и разметки с участка нужно снять дерновый слой или провести выемку грунта на глубину залегания достаточно плотных осадочных пород. Размеры котлована превышают проектные размеры плиты на 50–70 см с каждой стороны. Дно уплотняется вибрационным методом и планируется с допуском до 3–5 см.

    Дренажная подсыпка выполняется на высоту 30–35 см. Это достаточно большой объём гравия, но он необходим для распределения нагрузок при неравномерном сжатии грунта. Без этого утеплитель будет испытывать сосредоточенные нагрузки, превышающие предел обратимой деформации. Верхний слой подсыпки на толщину 40–60 см выполняется чистым песком без глинистых включений и отделяется от гравия иглопробивным геотекстилем. Песчаная подушка обеспечит максимально равномерное распределение нагрузки и защитит от продавливания гидроизоляцию.

    Гравийную подушку следует насыпать поэтапно, слоями по 8–10 см с промежуточным трамбованием. Оптимально для этого использовать щебень фракции 20–40, но подойдёт и смешанный дорожный гравий. Достаточно часто отсыпку песком заменяют подбетонкой. Такое решение особенно выгодно при неблагоприятной гидрогеологической обстановке и строительстве плиты на просадочных грунтах.

    Конструктивные решения

    Есть два варианта устройства фундаментной плиты, пригодной для организации пола с подогревом. Один тип принято именовать финским, другой — шведским, о чем RMNT уже неоднократно писал. Главное отличие в том, что первый вариант подразумевает расположение теплоизоляции поверх несущей основы, в то время как шведская плита лежит на слое пенополистирола, обладающего достаточно высокой прочностью на сжатие.

    Финская плита сложнее в устройстве: основа достаточно тонкая — до 15 см с одним поясом армирования. Для усиления плиту снабжают рёбрами жёсткости 20х15 см, расположенными с шагом 130–150 см. После возведения коробки здания на плите крепят плитный утеплитель и производят заливку армированной стяжки толщиной 80 мм, внутри которой располагаются каналы коммуникаций и нагревательные элементы пола. Один из главных плюсов такой системы фундамента в том, что практически полностью исключается тепловой мост по контуру примыкания стен к плите.

    Последняя проблема в шведском варианте фундамента решается комплексным утеплением цокольной части здания. В качестве теплоизоляции используется пенополистирол промышленного класса, способный выдерживать повышенные нагрузки. Поскольку основной пояс теплозащиты размещается полностью под фундаментом, сама плита относится к тёплому контуру здания и обеспечивает повышенную тепловую инерционность.

    Одна из особенностей шведской плиты — защитные отбортовки по контуру с нижней стороны фундамента. Они выполняют две функции: изолируют и защищают утеплитель от бокового давления грунта и укрепляют периметр плиты, куда приходится основная нагрузка от стен. Отбортовку рекомендуется делать вне зависимости от наличия у плиты рёбер жёсткости. Ширина выступов составляет 30–35 см, глубина — до 50 см в зависимости от типа грунта и годового объёма осадков. В целом можно сказать, что именно шведский вариант плиты с отбортовкой наиболее пригоден для эксплуатации в условиях климата Сибири и восточной Европы.

    Монтаж опалубки

    Опалубка для заливки плиты состоит из двух частей: нижней и боковой.

    Боковую опалубку выполняют щитами, сбитыми на основе каркаса из соснового бруса квадратного сечения со стороной 60–80 мм в зависимости от массивности плиты. Из бруса сбивают рамку длиной до 2 м и высотой, равной фактической высоте фундамента. Рамку необходимо усиливать перемычками из такого же бруса через каждые 40–50 см. С одной стороны каждую палубу обшивают ОСП или влагостойкой фанерой толщиной 10–12 мм.

    Установка опалубки выполняется при сопровождении нивелированием. Верхние борта выставляют в общий горизонт, для регулировки палуб по высоте их прикручивают к деревянным кольям, вбитым в грунт на глубину 50 см. В оптимальном варианте колья устанавливаются напротив каждой перегородки каркаса опалубки. Между собой щиты скручивают напрямую сквозь брус, причём в обоих направлениях.

    Укрепление опалубки для противодействия массе бетона выполняется её опиранием на прилегающий грунт. С шагом в 1 метр и отступом от щитов в 50–70 см в землю вбивают колья из бруса 100х100 мм на глубину 30–40 см. В эти брусья упирают отрезки досок 50х100 мм, поставленные вертикально на ребро. С обратной стороны доски прикручивают к каркасу щитов. Все распорки должны быть связаны между собой общей поперечной жердью. Иногда для дополнительного укрепления ставят также и горизонтальные распорки, которыми колья связывают с низом опалубки, однако такой ход обязателен только при высоте плиты свыше 40 см.

    Читайте также:
    Секреты оформления кухни в японском стиле

    Нижняя часть опалубки представляет собой правильно подготовленное дно котлована. Поскольку масса бетона высока, а сам он не обладает прочностью до застывания, даже малейшее продавливание грунта может стать серьезной проблемой. Именно поэтому требуется так много усилий на подготовку гравийной подушки.

    Поверх подготовительного слоя или подбетонки укладывают плиты пенополистирола, при этом гидроизоляцию по периметру будущей плиты подворачивают внутрь бортов и прибивают к ним скобами. Желательно закупать утеплитель такой толщины, чтобы его можно было разместить в два слоя, смещая стыки для перевязки.

    Существует два вида конфигурации нижней опалубки. В первом случае поверх плит укладывают квадратные короба со стороной 130–150 см, которые формируют опалубку рёбер жёсткости. После набора прочности в течение 3 суток короба снимают и засыпают промежутки между рёбрами гравием фракции 20 или керамзитом. После этого к выступающим из рёбер анкеровкам привязывают арматурную сетку и заливают верхнюю плиту толщиной 100–120 мм.

    Во втором варианте рёбра жёсткости отсутствуют, но есть нижняя отбортовка. Западные строители формируют её путём использования изделий из пенополистирола специальной формы: в центральной части укладывают обычные плоские плиты, а по краям — пенопластовые лотки. На отечественной стройке чаще поступают иным образом: снимают верхний слой гравийной подушки по периметру, а в центр укладывают утеплитель толщиной 150–200 мм. При этом по периметру образуется траншея, в которой монтируется армирование в виде квадратного каркаса 200х200 мм.

    Армирование и заливка бетона

    Основная проблема заливки плиты с утеплением заключается в высоком риске того, что пенополистирол может всплыть, либо из-за негерметичной опалубки произойдёт утечка массы и расчётного количества бетона окажется недостаточно. Заказывать бетон нужно с запасом: от 0,3 до 0,5 м3 на потери в миксере и насосе, плюс 3% от общего объёма.

    Бетонные работы проводят в два этапа. На первом готовится бетон марки М100 по месту, которым с наружной стороны опалубки подливают все имеющиеся бреши. Смесь при этом готовят как можно более густой консистенции.

    После герметизации опалубки собирают арматурный каркас. Первый ряд сетки укладывают на дистанционных пробках, обеспечивающих нижний защитный слой в 30 мм. Первый ряд армирования предназначен для восприятия второстепенных нагрузок, поэтому его выполняют из тонкой арматуры, но сетка при этом имеет более частый шаг. К нижнему армированию привязывают П-образные хомуты, регулирующие зазор между сетками. Его выбирают таким образом, чтобы верхний защитный слой бетона не был меньше 40 мм. Арматуру используют толщиной от 14 мм, при этом шаг укладки может составлять от 160 до 300 мм. Содержание, толщина и расположение арматуры определяются в зависимости от массы здания и гидрогеологических условий, с этой задачей поможет справиться практически любой онлайн-калькулятор.

    Чтобы упредить выдавливание пенополистирола бетоном, плиту заливают, начиная от центра. Заливка ведётся тем же способом, что и для монолитного перекрытия — подачей насосом через стрелу. Высота сброса должна составлять 60–80 см, разгонный участок стрелы — не более 5 метров. Если масса наберёт слишком большую скорость, она может нарушить арматурный каркас. В то же время слишком медленная подача послужит причиной образования пустот в нижнем слое.

    Заливку плиты выполняют в один этап, но при этом перерыв между порциями бетона позволяет ему отверждаться до окончательного заполнения формы, что используется как основной способ предупредить всплытие утеплителя. Когда центральная часть плиты полностью заполнена, с краев массу начинают сбрасывать в отбортовку. После окончательного заполнения формы бетон уплотняют погружными вибраторами, при необходимости добавляя смесь в местах образования ям.

    Выравнивание поверхности плиты производится в два этапа. Сразу после заливки и усадки смеси поверхность протягивают широкими скребками, убирая следы от ног и разравнивая крупные наплывы. После 21 дня выдержки бетон шлифуют мокрым методом, формируя практически идеальную горизонтальную плоскость, которая служит готовым черновым полом.

    Видео по теме:

    Полы на монолитной фундаментной плите

    Благодаря высокой прочности монолитной основы, пол можно устанавливать на фундамент в любом виде с использованием стяжки на плите для придания ровности. На таком основании можно ставить без дополнительной подготовки:

    • камины любой сложности;
    • котлы для системы отопления;
    • различные перегородки.

    При всех этих плюсах бетонная основа очень холодная, поэтому перед тем, как установить пол следует проводить утеплительные работы. Для того, чтобы поверхность фундамента не издавала сырость и холод, в обязательном порядке укладывается теплоизоляционный пирог. В качестве начинки такого утеплителя хорошо подойдет пенополистирол экструдированного типа. Его лучше всего укладывать в промежутке между плитой фундамента и черновой стяжкой пола. Иногда его можно использовать между подвальным помещением и первым этажом.

    Плитное основание, монтаж

    Для того, чтобы лучше понять ход выполнения работ, необходимо в обязательном порядке ознакомиться с пунктами выполнения работ по самостоятельному монтажу монолитного основания. Первым делом следует уделить особое внимание расчету фундамента. Чаще всего при выполнении этого типа работы многие допускают грубые ошибки, которые отрицательно сказываются в момент монтажа основы.

    Собственноручно произвести расчеты фундамента без определенных знаний очень сложно. Помимо нагрузок на основание в момент проведения расчетов, необходимо учитывать возможную усадку, деформацию, распределение всех нагрузок по плите и так далее. Выполнение расчетов выполняется при опоре на государственные стандарты и нормы. В случае если у Вас нет навыков в такой работе, лучше всего обратиться к экспертам строительного дела.

    Читайте также:
    Перекрытия в деревянном доме - конструкция потолка

    После выполнения расчетов необходимо заняться земляными типами работ. Следует сделать выемку по всему периметру будущего фундамента. Далее нужно провести укладку геотекстильных материалов, которые необходимы для того, чтобы песчаная подушка не продавливалась от веса в толщу глины.

    Трамбование песочной подушки

    Проводится укладка подушки из песка, в некоторых ситуациях можно использовать щебень средней фракции. В обязательном порядке засыпка сопровождается послойным трамбованием, которое позволяет уплотнить материал. Рекомендуется в момент трамбования проливать массу водой. После этого проводятся инженерные коммуникации. Далее производится заливка бетонной смеси толщиной в 10 сантиметров.

    На образовавшийся подготовительный слой, который необходим бетонной плите, настилается гидроизоляция. В обязательном порядке следует проводить спаивание стыков материала. Для этого лучше всего применять горелки. Размеры гидроизоляции должны быть больше, чем величина фундамента по площади. Края изоляции должны выступать для того, чтобы их можно было в дальнейшем прикрепить к плите основания.

    По окончании устройства гидроизоляционного слоя выполняется укладка теплоизоляции. Лучшим материалом для этого будет выступать экструдированный пенополистирол. Поверх него в большинстве случаев укладывается полиэтиленовая пленка. Монтаж теплоизоляции решит такую проблему, как холодные полы в помещении. Также при ее наличии сократятся затраты на отопление в холодный период времени.

    Армирование будущей плиты

    На поверхность готовых слоев фундамента устанавливается конструкция, выполненная из металлической арматуры. Арматурную сетку следует укладывать на уровне 50 миллиметров от нижней части фундамента, то есть от слоя пенополистирола, а вторую на 50 мм от верхнего края. По периметру готовой конструкции устанавливаются щиты опалубки. Их следует крепко соединять между собой, чтобы избежать утечки в момент заливки. Завершительным этапом по плите основания является ее заливка бетонной смесью.

    Достоинство монолитного основания

    Монолитная плита в качестве фундамента обладает множеством достоинств, например, таких как:

    • устройство плитного основания считается надежным почти на любых видах почвы. Монолитная плита укладывается на подушку, которая состоит из нескольких слоев, таких как: щебень и песок;
    • конструкция железобетонной основы устанавливается на маленькую глубину. Единственной подготовительной работой является удаление растительного слоя с почвы при помощи техники;
    • простота в монтаже;
    • за счет большой стойкости к нагрузкам на плиту можно выкладывать стены, используя любой тип материала;
    • прочность металлической арматуры, установленной в каркас, обеспечивает одинаковое распределение практически всех воздействий: деформации в зимний период времени под действием пучений грунта, а также давления строения на почву;
    • строительство монолитной основы не занимает много времени и его сделать легче, чем ленточный фундамент.

    К отрицательным сторонам можно отнести лишь то, что при такой конструкции невозможно сделать подвальное помещение, но решение существует, только необходимы большие затраты. Стоимость любой основы дома определяется ценой на строительные материалы, расходами на транспортные перевозки, приобретением или арендой специализированного инструмента, а также заработной платой рабочим.

    Разновидности полов

    Во внутренней отделке любого помещения важной частью являются полы, так как от них зависит исход всего ремонта. Их монтаж проводится по плите или на поверхность грунта. В современном мире полы уже не считаются простым слоем бетонной стяжки, они выполняются в виде многослойной конструкции. Такие полы включают в свой состав множество строительных элементов.

    • выравнивающий слой;
    • теплоизоляция;
    • шумоизоляция;
    • гидроизоляционный слой;
    • финальное покрытие.

    В наше время полы обладают разными техническими свойствами и эксплуатационными характеристиками. Такое разнообразие возникло в результате того, что к напольному покрытию предъявляют разнообразные требования, например, такие как: эксплуатационные, санитарные, художественные и эстетические. В результате отделки пол должен обладать следующими свойствами:

    • горизонтальность;
    • малая теплопроводность;
    • влагостойкость;
    • идеальная гладкость;
    • в обязательном порядке пол не должен быть скользким;
    • легкая очищаемость от грязи;
    • высокая износостойкость.

    Закончив ровную стяжку, необходимо определиться с тем, каким материалом будет покрыт пол в будущем.

    Бетонное покрытие

    Это довольно ровный и бесспорно гладкий пол, который применяется в помещениях промышленного и складского типа. Ровную и гладкую поверхность такой пол имеет благодаря химическим добавкам. Эти химические элементы придают стойкую прочность покрытию в целом. Такие полы наносятся на поверхность бетонного основания, а затем затираются до идеального блеска. За счет химического элемента в момент затирки поверхности, он проникает в структуру фундамента, делая ее прочнее. Посмотрев видео, Вы узнаете, как правильно монтировать бетонный пол.

    Одним из важных качеств такого напольного покрытия является прочность и отсутствие пыли. Также немаловажно то, что стоимость монтажа такого пола является недорогой. Низкая цена материалов позволяет сократить лишние затраты.

    Полы из досок на плите

    После того, как монолитная плита будет залита черновой стяжкой, необходимо определиться с выбором материала. Неплохим выбором напольного покрытия являются дощатые полы. Первым делом необходимо установить лаги, то есть тот элемент, к которому будет крепиться дощатое покрытие. Их следует укладывать на звукоизоляционные прокладки. При отсутствии плиты выполняются столбики, чаще всего из кирпича, по которым укладываются лаги.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: