P - Wydział Elektrotechniki i Informatyki

P - Wydział Elektrotechniki i Informatyki

POMIARY WIELKOŚCI
NIEELEKTRYCZNYCH
Dr inż. Eligiusz PAWŁOWSKI
Politechnika Lubelska
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
Prezentacja do wykładu dla EMST
Semestr letni
Wykład nr 6, 7
Prawo autorskie
Niniejsze materiały podlegają ochronie zgodnie z Ustawą o prawie autorskim i
prawach pokrewnych (Dz.U. 1994 nr 24 poz. 83 z późniejszymi zmianami).
Materiał te udostępniam do celów dydaktycznych jako materiały pomocnicze
do wykładu z przedmiotu Pomiary Wielkości Nieelektrycznych prowadzonego
dla studentów Wydziału Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej.
Mogą z nich również korzystać inne osoby zainteresowane tą tematyką. Do tego
celu materiały te można bez ograniczeń przeglądać, drukować i kopiować
wyłącznie w całości.
Wykorzystywanie tych materiałów bez zgody autora w inny sposób i do innych
celów niż te, do których zostały udostępnione, jest zabronione.
W szczególności niedopuszczalne jest: usuwanie nazwiska autora, edytowanie
treści, kopiowanie fragmentów i wykorzystywanie w całości lub w części do
własnych publikacji.
Eligiusz Pawłowski
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
2
Uwagi dydaktyczne
Niniejsza prezentacja stanowi tylko i wyłącznie materiały pomocnicze do
wykładu z przedmiotu Pomiary Wielkości Nieelektrycznych prowadzonego dla
studentów Wydziału Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej.
Udostępnienie studentom tej prezentacji nie zwalnia ich z konieczności
sporządzania własnych notatek z wykładów ani też nie zastępuje
samodzielnego studiowania obowiązujących podręczników.
Tym samym zawartość niniejszej prezentacji w szczególności nie może być
traktowana jako zakres materiału obowiązujący na kolokwium.
Na kolokwium obowiązujący jest zakres materiału faktycznie wyłożony
podczas wykładu oraz zawarty w odpowiadających mu fragmentach
podręczników podanych w wykazie literatury do wykładu.
Eligiusz Pawłowski
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
3
Tematyka wykładu
Promieniowanie temperaturowe
Prawa fizyczne opisujące zjawiska promieniowania termicznego
Zasada pomiarów pirometrycznych
Konstrukcje pirometrów
Termografia i kamery termowizyjne
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
4
Promieniowanie termiczne
Każde ciało o temperaturze powyżej zera bezwzględnego
emituje
promieniowanie
elektromagnetyczne,
zwane
promieniowaniem cieplnym.
Promieniowanie cieplne ma ciągły zakres długości fali, jednak
dla spotykanych w praktyce temperatur, maksimum energii
tego promieniowania przypada na przedział długości fali
zwany promieniowaniem podczerwonym.
znane
prawa
rządzące
zjawiskami
Wykorzystując
promieniowania cieplnego budowane są urządzenia
umożliwiające bezstykowy (na odległość) pomiar temperatury,
zwane pirometrami.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
5
Pirometr
Pirometr - przyrząd pomiarowy służący do bezdotykowego
pomiaru temperatury powierzchni ciała. Działa w oparciu o
analizę promieniowania cieplnego emitowanego przez badane
ciało. Charakterystyczną cechą pirometru i jego podstawową
zaletą jest brak zakłócającego wpływu na temperaturę badanego
obiektu.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
6
Termografia (termowizja)
Termografia - proces obrazowania pola temperatury na
powierzchni ciała w paśmie podczerwieni (od ok. 0,9 do 14 µm).
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
7
Promieniowanie – podział na zakresy
λ < 10 -5 µm - promieniowanie kosmiczne (gamma)
10 -5 µm < λ < 10 -2 µm - promieniowanie X (Roentgena)
10 -2 µm < λ < 0,75 µm - promieniowanie ultrafioletowe (UV)
0,35 µm < λ < 0,75 µm - promieniowanie widzialne
0,75 µm < λ < 10 3 µm
- promieniowanie podczerwone (IR)
10 3 µm < λ
- promieniowanie radiowe
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
8
Zakres pomiarowy promieniowania podczerwonego
1 µm = 1000 nm
0,75 µm < λ < 3 µm - bliska podczerwień
3 µm < λ < 6 µm - średnia podczerwień
6 µm < λ < 15 µm - daleka podczerwień
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
9
Promieniowanie widzialne - światło
1 µm = 1000 nm
380 - 436 nm
436 - 495 nm
495 - 566 nm
566 - 589 nm
589 - 627 nm
627 - 780 nm
EMST, tydzień 6, 7
fiolet,
niebieski,
zielony,
żółty (żółty),
pomarańczowy,
czerwony.
dr inż. Eligiusz Pawłowski
10
Absorpcja, refleksja i przenikanie promieniowania
W ciele fizycznym, do którego dociera promieniowanie,
zachodzą trzy zjawiska:
1.Absorpcja – pochłanianie energii i zamiana go na ciepło, które
powyższa temperaturę ciała,
2.Refleksja – odbicie promieniowania od powierzchni i struktur
wewnętrznych ciała w taki sposób, że promieniowanie zmienia
kierunek i rozprasza się w otoczeniu,
3.Przenikanie – przejście promieniowania przez ciało bez zmiany
kierunku.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
11
Strumień pochłonięty, odbity i przepuszczony
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
12
Współczynnik absorpcji, refleksji i przenikania
Współczynnik absorpcji a:
ΦA
a=
, a ≤1
Φ
Współczynnik refleksji r:
ΦR
r=
, r ≤1
Φ
Współczynnik przepuszczania p:
p=
EMST, tydzień 6, 7
ΦP
, p ≤1
Φ
dr inż. Eligiusz Pawłowski
13
Ciała doskonale czarne, białe i przeźroczyste
Zależnie od wartości współczynników a, r i p rozróżniamy
następujące, szczególne przypadki:
a = 1, r = p = 0 – ciało jest ciałem doskonale czarnym,
r = 1, a = p = 0 – ciało jest ciałem doskonale białym,
p = 1, a = r = 0 – ciało jest ciałem doskonale przeźroczystym.
W każdym przypadku, zawsze suma wszystkich trzech
współczynników jest równa jedności:
a+r+p=1
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
14
Model ciała doskonale czarnego
padający strumień w całości
zostaje pochłonięty
a = 1, r = p = 0 – ciało doskonale czarne
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
15
Promieniowanie własne ciała
1.W wyniku pochłaniania części promieniowania padającego na
ciało oraz w wyniku zachodzących w ciele przemian
energetycznych (chemicznych, elektrotermicznych , jądrowych
itp.) temperatura ciała podnosi się.
2.Ciało posiadające temperaturę powyżej zera bezwzględnego staje
się źródłem promieniowania cieplnego.
3.W stanie termicznym ustalonym ilość energii pochłoniętej przez
ciało jest równa ilości energii wypromieniowanej przez ciało.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
16
Natężenie promieniowania - emitancja
Miarą ilości wypromieniowanej przez ciało energii jest emitancja,
natężenie promieniowania M:
dP
M=
dA
W
m2
P–moc promieniowania, w W,
A–powierzchnia emitująca promieniowanie, w m2
Natężenie promieniowania jest zależne od długości fali λ, definiuje
się więc monochromatyczne natężenie promieniowania Mλ :
Mλ =
EMST, tydzień 6, 7
dM
dλ
W
m 2 ⋅ µm
dr inż. Eligiusz Pawłowski
17
Prawo (równanie) Plancka
Rozkład monochromatycznego natężenia promieniowania Mλ dla
ciała doskonale czarnego opisuje prawo (równanie) Plancka:
c1λ−5
Mλ =
c
exp 2 − 1
λT
λ–długość fali promieniowania, w m,
T–temperatura bezwzględna, w K
c1=2πhc2=3,7415.10-16 W/m2
c2=hc2/k=1,438.10-2 m.K
c-prędkość światła w próżni
h-stała Plancka
k-stała Boltzmana
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
18
Prawo promieniowania Wiena
Dla małych wartości iloczynu λ.T równanie Planca upraszcza się
do postaci zwanej prawem promieniowania Wiena:
c1λ−5
Mλ ≅
c2
exp
λT
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
19
Prawo Plancka - wykres
Wzrost temperatury ciała powoduje:
1.przesunięcie maksimum mocy
promieniowania
w
kierunku
krótszych fal (prawo przesunięć
Wiena).
2.powiększenie pola pod krzywązwiększenie
całkowitej
mocy
promieniowania (prawo StefanaBoltzmana).
Większość mocy promieniowania
przypada na zakres podczerwieni o
długości fali kilku mikrometrów.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
20
Prawo przesunięć Wiena
Wyznaczając pochodną funkcji opisanej prawem Wiena względem
długości fali λ można wyznaczyć położenie maksimum wykresu
natężenia promieniowania. Prawo przesunięć Wiena mówi, że
iloczyn temperatury ciała T i długości fali λmax dla której występuje
maksimum charakterystyki promieniowania jest wartością stałą:
λmax ⋅ T = 2896 ⋅10 −6 m ⋅ K
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
21
Prawo przesunięć Wiena - wykres
Wierzchołki charakterystyki
promieniowania przesuwają
się w stronę krótszych fal
przy wzroście temperatury
ciała
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
22
Subiektywny pomiar w zakresie widzialnym – barwy żarzenia
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
23
Prawo Stefana-Boltzmana
Całkowita moc promieniowania PC ciała doskonale czarnego jest
równa polu powierzchni pod krzywą opisaną prawem Wiena.
Może być więc obliczana na podstawie całki dla wszystkich
długości fali λ od 0 do ∞:
∞
PC = ∫ M λ dλ = σ 0T 4
0
σ0 – stała Stefana-Boltzmana:
2π 5 k 4
W
−8
σ0 =
=
⋅
5
,
6697
10
15h 3c 2
m2K 4
Prawo Stefana-Boltzmana mówi, że całkowita moc promieniowania
PC ciała doskonale czarnego jest proporcjonalna do czwartej potęgi
temperatury bezwzględnej T.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
24
Prawo Stefana-Boltzmana – uproszczona postać
Prawo Stefana-Boltzmana dla celów praktycznych zazwyczaj
przedstawia się w postaci:
 T 
PC = σ 0 ' 

 100 
4
σ`0 – techniczna stała promieniowania ciała czarnego:
W
σ '0 = σ 0 ⋅10 = 5,6697 2 4
m K
8
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
25
Promieniowanie ciała rzeczywistego
Ciało rzeczywiste wypromieniuje mniej energii w stosunku do
ciała doskonale czarnego, zależnie od długości fali λ . Właściwość
tę opisuje współczynnik emisyjności monochromatycznej ελ :
ελ =
M Sλ
Mλ
Emisyjności monochromatyczna ελ jest to stosunek natężenia
promieniowania ciała rzeczywistego MSλ przy długości fali λ do
natężenia promieniowania ciała doskonale czarnego Mλ, przy tej
samej długości fali.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
26
Ciało szare
Jeśli w całym zakresie widma (czyli dla wszystkich długości fali λ
od 0 do ∞) współczynnik emisyjności monochromatycznej ελ ma
wartość stałą :
ελ =const,
to takie ciało nazywamy ciałem szarym.
Stosunek całkowitej mocy wypromieniowanej przez ciało szare PS
do całkowitej mocy wypromieniowanej przez ciało doskonale
czarne PC w tej samej temperaturze nazywamy emisyjnością ciała
szarego ε :
PS
=
ε=
PC
EMST, tydzień 6, 7
∫
∞
0
M Sλ d λ
PC
dr inż. Eligiusz Pawłowski
27
Emisyjność ciał szarych spotykanych w praktyce
Ciało szare nie
koniecznie musi
być koloru
szarego !
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
28
Właściwości transmisyjne atmosfery ziemskiej
Światło widzialne jest
silniej tłumione
W zakresie
podczerwienie
występują tzw.
okna transmisyjne
Względna transmisyjność atmosfery ziemskiej na dystansie
1 mili morskiej (1852m) na poziomie morza.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
29
Właściwości toru optycznego w zakresie IR
okno 2 µm - 5 µm
okno 8 µm - 14 µm
Okna pomiarowe w zakresie podczerwieni do celów pirometrii,
(transmisyjność na dystansie 1 mili morskiej na poziomie morza).
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
30
Właściwości toru optycznego w zakresie IR
okno 2 µm - 5 µm
okno 8 µm - 14 µm
Charakterystyka widmowa toru optycznego dla światłą widzialnego
podczerwieni w atmosferze ziemskiej na krótkim dystansie 10m
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
31
Rodzaje pirometrów
1.Pirometry całkowitego promieniowania (pirometry radiacyjne),
działające w oparciu o prawo Stefana-Boltzmana – całkowita moc
wypromieniowana przez ciało jest proporcjonalna do czwartej
potęgi temperatury.
2.Pirometry monochromatyczne, działające w oparciu o prawo
Plancka (Wiena) – monochromatyczna emitancja Mλ jest
jednoznaczną funkcją temperatury.
3.Pirometry dwubarwowe, działające w oparciu o prawo przesunięć
Wiena – wraz ze wzrostem temperatury maksimum energii
promieniowania przesuwa się w kierunku krótszych fal, barwa
promieniowania zmienia się z czerwieni w kierunku zieleni.
4.Pirometry pasmowe – podobne w działaniu do radiacyjnych, ale
pracujące w ograniczonym paśmie długości fali (w jednym oknie).
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
32
Pomiar pirometryczny, wymiana energii
Wymiana energii promieniowania termicznego pomiędzy dwoma
płytkami o powierzchni A opisana jest wzorem:
 T1  4  T2  4 
Q = ε 1− 2σ 'O A
 −
 
 100   100  
1
ε 1− 2
=
1
ε1
+
1
ε2
−1
Zależność powyższa stanowi podstawę do budowy pirometrów
radiacyjnych (całkowitego promieniowania)
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
33
Pirometr radiacyjny, uproszczona konstrukcja
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
34
Pirometr radiacyjny, pole widzenia
Płytka dedektora
Układ optyczny
D
Odległość od pirometru
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
Powierzchnia promieniująca
35
Pirometr radiacyjny, moc dochodząca do detektora
Moc promieniowana
Natężenie promieniowana
dochodzące do detektora
P = M ⋅ A = Mπ r 2
MD =
M
l2
2
Moc wydzielona w
detektorze
r
PD = M π   ⋅ w
l
2
Dla innej odległości
detektora otrzymamy
Na podstawie twierdzenia
Talesa mamy
EMST, tydzień 6, 7
 r1 
PD1 = M π   ⋅ w
 l1 
r r1
= = const.
l l1
dr inż. Eligiusz Pawłowski
36
Pirometr radiacyjny, moc dochodząca do detektora c.d.
Ostatecznie
PD = PD1
Wniosek:
Moc wydzielona w detektorze nie zależy od odległości l
detektora od ciała promieniującego, pod warunkiem, że pole o
powierzchni A w całości leży na promieniującym ciele.
Stosunek l/r (lub l/D) dla danego typu pirometru nazywany
jest współczynnikiem odległościowym.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
37
Pirometr radiacyjny, budowa
Optyka soczewkowa
Optyka lustrzana
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
38
Pirometr radiacyjny, detektory
Detektory termiczne:
-termostosy,
-bolometry.
Detektory fotoelektryczne:
-fotorezystory (PbS, CdS),
-fotoogniwa (InSb, InAs),
-fotodiody (Ge, Si).
Detektory fotoemisyjne:
-próżniowe,
-gazowane.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
39
Pirometr radiacyjny, termostos
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
40
Pirometry, najczęściej stosowane materiały optyczne
1. Specjalne gatunki szkieł (Pyrex)
2.Szkło fluorytowe (CaF2)
3.Szafir sztuczny (Al2O3)
4.Kwarc (SiO2)
5. German
6.Krzem
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
41
Pirometr radiacyjny, materiały optyczne
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
42
Pirometr radiacyjny, problemy
Wskazania pirometru radiacyjnego silnie zależą od emisyjności ε
rzeczywistej ciała, niewłaściwa wartość ε powoduje błędy.
Moc promieniowania
ciała czarnego
Moc promieniowania ciała
rzeczywistego jest mniejsza
PC = σ 0T 4
PRZ = ε PC = σ T
4
0 P
ε σ 0T 4 = σ 0TP4
ε=
Temperatura Tp wskazana
przez pirometr będzie niższa
TP = T 4 ε
4
ε =
TP4
T4
TP
T
Dla ciała nie czarnego (szarego) wskazania pirometru radiacyjnego
będą zaniżone (ε < 1) !!!
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
43
Pirometr radiacyjny, problemy c.d.
Wskazania pirometru radiacyjnego należy skorygować odpowiednio
do rzeczywistego współczynnika emisyjności ε rzeczywistej ciała
T = k popr TP =
Rzeczywista temperatura
k popr =
Współczynnik poprawkowy
na przykład dla ε =0,2 :
1
4
0,2
≈
1
4
ε
T
1
4
ε
1
≈ 1,496
0,6687
Nie uwzględnienie współczynnika poprawkowego spowoduje duże
błędy pomiaru (dla ε =0,2 błąd wyniesie 50%) !!!
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
44
Pirometr radiacyjny, mnożnik poprawkowy
Nie uwzględnienie współczynnika poprawkowego spowoduje duże
błędy pomiaru (dla ε =0,2 błąd wyniesie 50%) !!!
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
45
Pomiar pirometrem przy nieznanej emisyjności ε
Sposoby wykonania pomiaru temperatury pirometrem przy
nieznanej emisyjności ε obiektu:
1.Oklejenie obiektu czarną taśmą samoprzylepną PCV (ε =0,95),
2.Pomalowanie obiektu czarną matową farbą (ε =0,95),
3.Pomiar kontrolny temperatury termoparą i dobranie
doświadczalnie ustawienia emisyjności ε.
Mnożnik poprawkowy dla promieniowania monochromatycznego
jest kilkakrotnie mniejszy, niż dla promieniowania całkowitego.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
46
Pirometr monochromatyczny, zasada działania
Prawo Wiena:
c1λ−5
Mλ ≅
c2
exp
λT
EMST, tydzień 6, 7
Barwa czerwona 650nm
Funkcja temperatury
dr inż. Eligiusz Pawłowski
47
Pirometr monochromatyczny z zanikającym włóknem
Zmiana zakresu
Ograniczenie pasma
Amperomierz jest wyskalowany w jednostkach temperatury
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
48
Pirometr z zanikającym włóknem - pomiar
Tło - obraz obiektu
Za niska
temperatura
Prawidłowa
temperatura
Za wysoka
temperatura
Włókno pirometru
Efekt zanikającego włókna podczas pomiaru pirometrem
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
49
Pirometr monochromatyczny, filtr czerwony
Czułość oka ludzkiego
Charakterystyka
filtru czerwonego
Środek ciężkości wspólnego obszaru obu charakterystyk wyznacza
efektywną długość fali pirometru.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
50
Pirometr monochromatyczny, korzyści z filtru czerwonego
Promieniowanie
monochromatyczne
Promieniowanie
całkowite
Względne natężenie promieniowania monochromatycznego silniej
zmienia się w funkcji temperatury, niż promieniowanie całkowite
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
51
Pirometr dwubarwowy, podstawy pomiaru
Barwa zielona 550nm
Barwa czerwona 650nm
Stosunek mocy promieniowania dla dwóch długości fali zależy od
temperatury ciała, co wynika z prawa przesunięć Wiena.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
52
Pirometr dwubarwowy
Przykład dla 2000K
Dla pozostałych temperatur
czerwony
zielony
Zależność ilorazu natężeń promieniowania dla λ=0,65µm (barwa
czerwona) i λ=0,55 µm (barwa zielona) od temperatury
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
53
Pirometr dwubarwowy
Iloraz natężeń promieniowania dla λ=0,65µm (barwa czerwona) i
λ=0,55 µm (barwa zielona) zależy od temperatury, ale nie zależy
od emisyjności ε dla ciała szarego (ελ1= ελ2).
Dla większości ciał warunek ten jest spełniony z wystarczającą
dokładnością. Dzięki temu wskazania pirometru dwubarwowego
nie zależą od emisyjności ε ciała badanego.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
54
Pirometr dwubarwowy ręcznie równoważony
Odpowiednie położenie filtru powinno zapewnić uzyskanie szarej
barwy badanego ciała
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
55
Pirometr dwubarwowy automatyczny
Stosunek sygnałów uzyskanych za pomocą dwóch kolorowych
filtrów jest miarą temperatury badanego ciała
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
56
Rozwiązania układów termograficznych
1.Z punktowym detektorem i skanowaniem mechanicznym w
dwóch kierunkach za pomocą zepołu ruchomych luster lub
pryzmatów.
2.Z detektorem liniowym do skanowania przedmiotów w ruchu:
taśmy blachy walcowanej na gorąco, odkówki itp.
3.Z detektorem matrycowym i optycznym układem skupiającym
soczewkowym lub lustrzanym.
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
57
Kamera termowizyjna ze skanowaniem mechanicznym
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
58
Wzorcowanie pirometrów, lampa wolframowa
Taśma wolframowa
Izotermy na
powierzchni taśmy
Wygląd rzeczywisty
Wzorcowa lampa wolframowa taśmowa
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
59
Wzorcowanie pirometrów, piece wzorcowe
Piec kulisty
Piec cylindryczny
Piece do wzorcowania pirometrów realizujące
model ciała doskonale czarnego
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
60
Przykład – pirometr 561 Fluke
Złącze termopary
Nastawy min,
max, różnica
Nastawa
emisyjności
Klawisz wyboru
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
61
Przykład – pirometr 561 Fluke – Dane techniczne
Pirometr pasmowy
Daleka podczerwień
Współczynnik
odległościowy
Emisyjność
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
62
Przykład – pirometr 561 Fluke – współczynnik odległościowy
Średnica
Odległość
Współczynnik
odległościowy
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
63
Przykład – pirometr 561 Fluke – pole widzenia
Stożek widzenia
EMST, tydzień 6, 7
Prawidłowa odległość
dr inż. Eligiusz Pawłowski
Za duża odległość
64
Przykład – pirometr 561 Fluke – emisyjność
Wysoka ( 0,95 )
Średnia ( 0,7 )
Niska ( 0,3 )
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
65
Przykład – Thermal Imager Ti20 Fluke
Obiektyw
Ekran LCD 128x96
Klawisze
funkcyjne
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
66
Przykład – Thermal Imager Ti20 Fluke – Dane techniczne
Współczynnik
odległościowy
Daleka podczerwień
Emisyjność
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
67
Przykład – Thermal Imager Ti20 Fluke – ekran LCD
Nagłówek ekranu
Obszar obrazu
termicznego
Punkt pomiaru
temperatury
Wynik pomiaru
temperatury
Emisyjność
Obszar informacyjny
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
68
Przykład – Thermal Imager Ti20 Fluke – współczynnik odległościowy
Średnica S
FOV – Field-Of-View (pole widzenia)
(dla funkcji kamery)
20 o
15 o
Odległość D
Współczynnik odległościowy D:S=75:1
(dla funkcji pirometru)
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
69
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ
EMST, tydzień 6, 7
dr inż. Eligiusz Pawłowski
70