Rok studiów: II	Nazwisko i imię Rutecki Paweł			Wydział: MiIM
Rok akademicki: 1999/2000	Grupa: PPM	Zespół lab. nr: 15	Data wykonania: 14.04.2000	Data zaliczenia spr.
Nr ćwiczenia: 4	Temat ćwiczenia: Pomiary temperatury			Ocena:

Cel ćwiczenia

1. Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadami pomiaru temperatury z wykorzystaniem różnych typów pirometrów.

2. Wprowadzenie

Stanowisko pomiarowe zawierało 5 pirometrów różnych typów:

• monochromatycznego z zanikającym włóknem EP 5

• całkowitego promieniowania StR 1871

• fotoelektrycznym U - Pyr

• dwubarwowym Pyrocord

• Raynger II

Schemat stanowiska laboratoryjnego

izolacja cieplna Pyrocord

grzałka elektryczna Raynger

płytka metalowa U - Pyr

termoelement EP 5

miliwoltomierz StR 1871

amperomierz

3. Wyniki pomiarów

Pomiary pirometrem całkowitego promieniowania StR 1871:

Zmierzone napięcie [mV]	Temperatura pieca [°C]
1,5	1013
1,9	1055
2,15	1090
2,8	1153
3,15	1173

Pomiary pirometrem monochromatycznym EP 5:

Temperatura zmierzona [°C]	Temperatura rzeczywista pieca [°C]
940	980
1000	1041
1030	1068
1070	1105
1070	1143
1100	1168

Pomiary pirometrem Pyrocord:

Temperatura zmierzona [°C]	Temperatura rzeczywista pieca [°C]
805	750

Pomiary pirometrem U - Pyr:

Temperatura zmierzona [°C]	Temperatura rzeczywista pieca [°C]
550	588
800	861
1030	1111
1090	1162

Pomiary pirometrem Raynger II :

Temperatura zmierzona [°C]	Temperatura pieca [°C]		
570	613		1
577	611		0,95
588	609		0,9
601	608		0,85
615	607		0,8
630	605		0,75
648	604		0,7
667	603		0,65
592	599		0,84
601	598		0,81
592	596		0,83
595	595		0,82
583	582		0,82
634	650		0,82
760	790	0,82
838	845	0,82
1108	1134	0,82

4. Opracowanie wyników pomiarów.

Dla pirometru całkowitego promieniowania współczynnik emisyjności ε można obliczyć korzystając z wzoru:

gdzie:

T_rz - temperatura rzeczywista [°K]

T_zm - temperatura zmierzona [°K]

ε - współczynnik emisyjności.

Odpowiednio przekształcając powyższy wzór otrzymać można:

Po wykonaniu obliczeń uzyskano następujące dane:

Temperatura pieca [°K]	Współczynnik emisyjności ε
1163	0,303197
1187	0,31322
1204	0,389239
1233	0,412264
1263	0,413832
1273	0,533583
1303	0,581824
1318	0,606258
1331	0,634678
1343	0,665486

Które pozwalają na sporządzenie wykresu zależności współczynnika emisyjności od temperatury:

Dla pirometru monochromatycznego Współczynnik emisyjności ε_λ można obliczyć korzystając z wzoru:

gdzie:

T_rz - temperatura rzeczywista [°K]

T_zm - temperatura zmierzona [°K]

ε_ - współczynnik emisyjności.

c₂ - 1,483*10^-2 [m°K]

  długość fali  = 0.65*10^-6 [m]

Po przekształceniach otrzymujemy wzór:

Po wykonaniu obliczeń uzyskano następujące dane:

Temperatura pieca [°K]	Współczynnik emisyjności ε
1163	0,192921425
1187	0,191466153
1204	0,145957821
1233	0,163245963
1263	0,250069277
1273	0,30063887
1303	0,233279589
1318	0,260630926
1331	0,275907044
1343	0,392915896

Które pozwalają na sporządzenie wykresu zależności współczynnika emisyjności od temperatury:

5. Wnioski

W przypadku pomiaru pirometrem całkowitego promieniowania wykres zależności współczynnika od temperatury ma przebieg zbliżony do liniowego. Punkty pomiarowe odznaczają się jednak dość dużymi błędami. Dla pirometru monochromatycznego, również zakładając że punkty pomiarowe są obarczone dużym błędem, zależność współczynnika od temperatury ma w przybliżeniu przebieg wielomianu (dla wielomianu trzeciego rzędu wartość współczynnika regresji R² wynosi 1).

Duże rozbieżności pomiędzy temperaturą rzeczywistą pieca a temperaturą zmierzoną za pomocą pirometrów są wynikiem dużej niedokładności przyrządów w porównaniu z np. termometrami lub termoelementami. Jednak możliwy jest, za pomocą wyłącznie pirometrów, pomiar z dużej odległości. Ponadto w przypadku opracowania dokładnych zależności współczynnika emisyjności od temperatury, możliwe jest osiągnięcie dość dokładnych wyników. Przy dokładnie opracowanej zależności współczynnika emisyjności możliwe jest wykorzystanie pirometrów do pomiarów temperatur ze stałego stanowiska.

---