CHARAKTERYSTYKA PIROMETRÓW I METODYKA PRZEPROWADZANIA POMIARÓW

Podobne dokumenty
PROMIENIOWANIE TEMPERATUROWE -BEZSTYKOWY POMIAR TEMPERATURY

POMIAR TEMPERATURY TERMOLEMENTAMI I TERMOMETRAMI REZYSTANCYJNYMI

Podstawy Badań Eksperymentalnych

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki II rok inż. Pomiar temperatury Instrukcja do ćwiczenia

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

R X 1 R X 1 δr X 1 R X 2 R X 2 δr X 2 R X 3 R X 3 δr X 3 R X 4 R X 4 δr X 4 R X 5 R X 5 δr X 5

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Sprawdzanie prawa Ohma i wyznaczanie wykładnika w prawie Stefana-Boltzmanna

LABORATORIUM METROLOGII

WAT - WYDZIAŁ ELEKTRONIKI INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH. Przedmiot: CZUJNIKI I PRZETWORNIKI Ćwiczenie nr 1 PROTOKÓŁ / SPRAWOZDANIE

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki I rok inż. Pomiary temperatury Instrukcja do ćwiczenia

POLITECHNIKA CZESTOCHOWSKA

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych

Stanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY

Ćwiczenie nr 10. Pomiar rezystancji metodą techniczną. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z różnymi metodami pomiaru rezystancji.

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Ćwiczenie 4 Badanie uogólnionego przetwornika pomiarowego

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Ćwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych

Laboratorium Elementów i Układów Automatyzacji

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ. Instrukcja wykonawcza

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Ćw. 1&2: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych oraz analiza błędów i niepewności pomiarowych

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII. Instrukcja do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego:

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych

Schemat układu zasilania diod LED pokazano na Rys.1. Na jednej płytce połączone są różne diody LED, które przełącza się przestawiając zworkę.

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. I. Scalony, trzykońcówkowy stabilizator napięcia II. Odprowadzanie ciepła z elementów półprzewodnikowych

UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja

Pomiar wielkości nieelektrycznych: temperatury, przemieszczenia i prędkości.

Ćwiczenie nr 3 Sprawdzenie prawa Ohma.

Temat nr 3: Pomiar temperatury termometrami termoelektrycznymi

Ćwiczenie 14 Temat: Pomiary rezystancji metodami pośrednimi, porównawczą napięć i prądów.

BADANIE CHARAKTERYSTYK FOTOELEMENTU

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

PL B1. Sposób oceny dokładności transformacji indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów odkształconych. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Ćw. 24: Pomiary wybranych parametrów instalacji elektrycznych. Wstęp

EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

J Wyznaczanie względnej czułości widmowej fotorezystorów

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 7

LUPS-11MEU LISTWOWY UNIWERSALNY PRZETWORNIK SYGNAŁOWY DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, kwiecień 2003 r.

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

= e. m λ. Temat: BADANIE PROMIENNIKÓW PODCZERWIENI. 1.Wiadomości podstawowe

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Zworka amp. C 1 470uF. C2 100pF. Masa. R pom Rysunek 1. Schemat połączenia diod LED. Rysunek 2. Widok płytki drukowanej z diodami LED.

Ćwiczenie 3 Temat: Oznaczenia mierników, sposób podłączania i obliczanie błędów Cel ćwiczenia

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

POMIARY TEMPERATURY I

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6a

Źródła i 1detektory IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWODNIKACH.

Pomiary małych rezystancji

Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia: pomiar i wyznaczenie parametrów metrologicznych czujnika i przetwornika ciśnienia

Wzmacniacze różnicowe

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

SERIA II ĆWICZENIE 2_3. Temat ćwiczenia: Pomiary rezystancji metodą bezpośrednią i pośrednią. Wiadomości do powtórzenia:

1 Ćwiczenia wprowadzające

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

RADIOMETR MIKROFALOWY. RADIOMETR MIKROFALOWY (wybrane zagadnienia) Opracowanie : dr inż. Waldemar Susek dr inż. Adam Konrad Rutkowski

LDPY-11 LISTWOWY DWUPRZEWODOWY PRZETWORNIK POŁOŻENIA DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, czerwiec 1997 r.

LUPS-11ME LISTWOWY UNIWERSALNY PRZETWORNIK SYGNAŁOWY DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, kwiecień 2003 r.

DTR.ZSP-41.SP-11.SP-02 APLISENS PRODUKCJA PRZEMYSŁOWEJ APARATURY POMIAROWEJ I ELEMENTÓW AUTOMATYKI INSTRUKCJA OBSŁUGI

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

I0.ZSP APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Ćw. III. Dioda Zenera

Ćwiczenie 3 Badanie obwodów prądu stałego

1 Badanie aplikacji timera 555

Temperatura, PRZYRZĄDY DO POMIARU TEMPERATURY

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

METROLOGIA EZ1C

1. W gałęzi obwodu elektrycznego jak na rysunku poniżej wartość napięcia Ux wynosi:

Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru podstawowych wielkości fizycznych w obwodach prądu stałego za pomocą przyrządów pomiarowych.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13

AX Informacje dotyczące bezpieczeństwa

Ćwiczenie nr 4. Badanie filtrów składowych symetrycznych prądu i napięcia

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Ćwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym"

Energia promieniowania termicznego sprawdzenie zależności temperaturowej

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

POLITECHNIKA POZNAŃSKA KATEDRA STEROWANIA I INŻYNIERII SYSTEMÓW

SENSORY i SIECI SENSOROWE

SPRAWDZENIE PRAWA STEFANA - BOLTZMANA

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

Ćwiczenie nr 74. Pomiary mostkami RLC. Celem ćwiczenia jest pomiar rezystancji, indukcyjności i pojemności automatycznym mostkiem RLC.

Transkrypt:

CHARAKTERYSTYKA PIROMETRÓW I METODYKA PRZEPROWADZANIA POMIARÓW Wykaz zagadnień teoretycznych, których znajomość jest niezbędna do wykonania ćwiczenia: Prawa promieniowania: Plancka, Stefana-Boltzmana. Pojęcie ciała doskonale czarnego, emisyjności całkowitej i monochromatycznej, temperatury czarnej. Zalecana literatura: 1. L. Michalski, K. Eckersdorf: Pomiary temperatury" 2. Praca zbiorowa pod redakcją J. Kuleszy: Pomiary Cieplne" 1

Pomiar temperatury pirometrami 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i obsługą pirometrów oraz metodyką przeprowadzania pomiarów temperatury następującymi pirometrami: - monochromatycznym z zanikającym włóknem, - całkowitego promieniowania, - foto elektrycznym, - dwubarwowym. Podczas ćwiczenia studenci dokonują również wyznaczania współczynnika emisyjności w oparciu o pomiary temperatury rzeczywistej i zmierzonej pirometrem. 2. Schemat stanowiska laboratoryjnego: 1 - piec; a - izolacja cieplna, b - grzałka elektryczna, c - płytka metalowa, d - termoelement, e - miliwoltomierz, f - amperomierz. 2 - pirometr Pyrocord 3 - pirometr Ranger 4 - pirometr U-Pyr 5 - pirometr EP 5 6 - pirometr StR 1871 2

3. Wykonanie ćwiczenia. Obiektem, którego temperaturę należy zmierzyć jest płytka metalowa nagrzewana w piecu. Włączyć zasilanie pieca (natężenie prądu zasilającego I = 6,5 A), oraz zasilanie pirometrów. Rozpocząć pomiary temperatury płytki pirometrami po osiągnięciu dolnej granicy zakresu pomiarowego pirometru, odpowiednio: Ranger - 100 C, U-Pyr - 500 C, Pyrocord 650 C, EP 5-800 C, StR 1871-800 C. Notować zmiany w czasie temperatury wskazywanej przez poszczególne pirometry i równocześnie temperaturę rzeczywistą mierzoną przez termoelement zamocowany w płytce. 4. Sprawozdanie powinno zawierać: - Schemat i krótki opis stanowiska ćwiczeniowego. - Zestawienie wyników pomiarów. - Obliczenia współczynników emisyjności płytki metalowej dla temperatur zmierzonych pirometrem monochromatycznym i pirometrem całkowitego promieniowania. - Wykresy zależności ε λ =f(t rz ), ε=f(t rz ) - Uwagi i wnioski. 3

Pomiar temperatury pirometrami całkowitego promieniowania Pomiary za pomocą pirometrów całkowitego promieniowania (radiacyjnych) oparte są na porównaniu parametrów promieniowania obiektu mierzonego z własnościami promieniowania ciała doskonale czarnego. Zmierzona tymi pirometrami wielkość jest zwana temperaturą czarną promieniowania całkowitego. Jest to temperatura bezwzględna ciała czarnego emitującego promieniowani o takim samym natężeniu, co natężenie promieniowania badanego ciała. Temperaturę rzeczywistą można obliczyć z zależności: T 1 4 rz= T cz ε T rz temperatura rzeczywista; T cz zmierzona pirometrem temperatura czarna; ε - współczynnik emisyjności dla pełnego zakresu widma promieniowania. Pomiar temperatury pirometrem radiacyjnym sprowadza się do skierowania pirometru na mierzony obiekt i odczytanie wartości mierzonej temperatury na przyrządzie wskazującym. 4

Pirometr radiacyjny StR 1871 Dane techniczne Zakresy pomiarowe: 400-800 C; 600-1200 C; 800-1600 C; 900 1800 C i 1000-2000 C. Czas potrzebny do osiągnięcia 95% wartości mierzonej 0,2s. Dopuszczalna temperatura otoczenia 100 C. Współczynnik wizowania zależy od zakresu pomiarowego (1:25) - (1:130). Minimalna odległość od obiektu mierzonego 0,5m. Zakres czułości widmowej 0,3-2,7µm Klasa niedokładności 1. STE termobaterii około 30mV. Napięcie wyjściowe z czujnika 15,6mV. Oporność na wyjściu z czujnika 93 do 140Ω. Oporność obciążenia 260Ω. Masa czujnika 1,17kg. Wymiary 252x90x90mm. Schemat działania pirometru StR 1871 1 - obiektyw, 2 - lustro, 3 - diafragma, 4 - komora termobaterii, 5 - okular, 6 płytka szklana, 7 - układ detektorów promieniowania, 8 - przyrząd wyjściowy. 5

Pomiar temperatury pirometrem monochromatycznym z zanikającym włóknem Schemat pirometru monochromatycznego z zanikającym włóknem 1 soczewka 5 przesłony 2 okular 6 żarówka pirometryczna 3 filtr czerwony 7 rezystor regulacyjny 4 filtr szary 8 obiekt badany Skierowując pirometr na badany obiekt 8 na jego tle obserwuje się włókno żarówki 6, przez które płynie prąd elektryczny nastawiony za pomocą rezystora regulacyjnego 7. Prąd żarówki 6 nastawia się w taki sposób, aby obserwując przez okular 2 i filtr czerwony 3 obiekt i włókno żarówki obraz włókna zanikł na tle badanego obiektu. Stan taki dowodzi zrównania się luminacji obiektu i włókna. Na amperomierzu wyskalowanym w stopniach temperatury odczytuje się jej wartość. Filtr szary służy do rozszerzenia zakresu pomiarowego. Temperaturę rzeczywistą ciał nieczarnych oblicza się z zależności. gdzie: T rz = 1 T LM T rz temperatura rzeczywista [K]; T LM temperatura zmierzona [K]; λ długość fali (λ=0,65*10-6 [m]; ε λ emisyjność ciała nieczarnego; c 2 = 1.438*10-2 [mk] 1 λ + lnελ c 2 6

Pirometr monochromatyczny EP5 Pirometr monochromatyczny EP5 jest jedynym typem pirometrów monochromatycznych wykonywanych w kraju. Wytwórcą są Zakłady Elektronicznej Aparatury Pomiarowej Elpo. Dane techniczne Zakresy pomiarowe Niedokładność I 800-1400 C II 1200-2000 C I zakresu ± 20 C II zakresu ± 30 C Odległości między pirometrem i obiektem mierzonym 0,6m. Schemat układu pirometru EP5 1 - obiektyw, 2 - lampa pirometryczna, 3 - filtr czerwony, 4 - filtr szary, 5 - okular, 6 potencjometr, 7 miernik. 7

Pirometr fotoelektryczny Pyrocord Pirometr Pyrocord może służyć do pomiarów i rejestracji temperatury, automatyzacji procesów przemysłowych, a także przy zastosowaniu układu, styków indukcyjnych do utrzymania stałej temperatury procesu technologicznego. Przeznaczony jest do pracy w ciężkich warunkach przemysłowych. Dane techniczne Wykonanie normalne Pirometr z dodatkowym układem optycznym Zakres pomiarowy [ C] 450 850 650 1300 1000-2000 620 860 925 1320 1400 2040 Odległość między pirometrem 0,5 10 0,3 0,7 i źródłem promieniowania [m] Kąt wizowania 1:100 1:400 Czas zadziałania t 1) 95 [s] 0,3 1,0 Czułość widmowa [µm] 0,8 1,7 Klasa niedokładności dla t 95 = 0,3s dla t 95 = 1,0s Niepowtarzalność dla t 95 = 0,3s dla t 95 = 1,0s Sygnał wyjściowy (liniowy) [V] (przy R 2,4kΩ) [ma] (przy R 2,0kΩ) ± 1 ± 1,5 ± 0,4% ± 0,8% 0 12 0 5 Temperatura otoczenia [ C] max 50 Zasilanie [V] [Hz] [VA] 22 V 15%... + 10% 50 ± 5% 50 1) t 95 oznacza czas potrzebny na uzyskanie 95% maksymalnego wychylenia przy skoku temperatury równym wartości zakresu pomiarowego. Do pirometru Pyrocord w wykonaniu normalnym można zastosować dodatkowy układ optyczny, umożliwiający prowadzenia pomiarów małych obiektów promieniowania. 8

Schemat działania pirometru Pyrocord 1 - regulator, 2 - wzmacniacz prądu zmiennego, 3 - stabilizatory, 4 - przełącznik, 5 - wzmacniacz prądu stałego, 6 - przełącznik, 7 - silnik Ferrarisa, 8 silnik synchroniczny, 9 - układ optyczny, 10 - żarówka wzorcowa, 11 - potencjometr, 12 - fotodioda, 13 - przesłona, 14 - soczewka, 15 - lustro kierunkowe, 16 - filtr szary, 17 - przesłona irysowa, 18 - obiektyw, 19 - szkło ochronne, 20 - okular, 21 - matówka, 22 - miernik temperatury. 9

Pirometr fotoelektryczny U Pyr Zakres pomiarowy: I 500 900 C II 800 1400 C Pole wizowania z odległości: 50cm 8mm Graniczny błąd pomiarowy całego układu: ± 1,5% Maksymalna czułość widmowa: 1,5µm Czas zadziałania: 0,005s Maksymalna temperatura obudowy: 40 C Zasilanie: 220V ± 10% 49 51Hz Pobór mocy: Masa całkowita: Czujnik pirometru: Natężenie przepływu wody chłodzącej: 50 VA 11kg 3,5kg 1dm 3 /min 10

11