Precyzyjne pomiary temperatury powierzchni metali pirometrem trzypasmowym

• Autorzy: Piątkowski T. , Madura H. , Chmielewski K.

Warianty tytułu

EN

Precision temperature measurements of metallic surface by three-band pyrometer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pirometryczne pomiary temperatury powierzchni metali obarczone są znacznymi błędami ze względu na zależność emisyjności od długości fali. Emisyjność ta może być aproksymowana funkcją potęgową. Do precyzyjnych pomiarów temperatury powierzchni metali wykorzystano pirometr trzypasmowy. Zaimplementowana metoda wyznaczenia temperatury kompensuje wpływ emisyjności. Przeprowadzono symulacje określające wpływ promieniowania tła w powiązaniu z emisyjnością obiektu na wynik pomiaru oraz określono minimalne wartości stosunku sygnału do szumu przy założonym błędzie pomiarowym. W warunkach laboratoryjnych wyznaczono błędy pomiarowe w zakresie temperatur od 200°C do 600°C dla płytki testowej wykonanej ze stopu aluminium. Uzyskano zgodność temperatury wyznaczonej pirometrem i metodą stykową z błędem poniżej 1% dla temperatur próbki powyżej 400°C.

EN

The main source of errors in pyrometric measurements is a value of emissivity of the investigated object. The metals have spectral emissivity dependent on wavelength of the emitted radiation. For these cases manufacturers suggest application of double-band pyrometers. For grey bodies, these pyrometers do not introduce an error resulting from physical phenomena but metals are not grey, their spectral emissivity is approximated by power function. Solution of the problem is possible due to increase in a number of optical measuring bands. To eliminate emissivity influence three-band pyrometer was used. Computer simulations were used to study surrounding radiation influence for measurement error. The noise in all three working channels was simulated to obtain signal to noise ratio for 1 % measurement error. The temperature of testing plate from PA3 aluminum alloy in range from 200°C to 800°C was measured. During this measurements the temperature were determinated by three-band pyrometer and reference contact thermometer. The pyrometer measurement errors were calculated. For plates temperatures over 400°C there were below 1%.

Słowa kluczowe

PL

pirometr; emisyjność; pomiar temperatury

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2008
• Tom: Z. 234
• Strony: 105--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piątkowski T.

autor

Madura H.

autor

Chmielewski K.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki,

Bibliografia

• 1. Coates P. B., Multi-wavelength pyrometry, Metrologia, vol. 17, no. 2, 103÷109, 1981.
• 2. Duvaut Th., Georgeault D., Beaudoin J. L., Multiwavelength infrared pyrometry: optimization and computer simulations, Infrared Physics & Technology, vol. 36, 1995.
• 3. Katalogi firm: Calex Electronics Ltd., Impac Infrared GmbH, Ircon Inc., Mikron Infrared Inc, Omega Inc., Raytek Inc. (Fluke company),
• 4. Madura H., Kołodziejczyk M.: Influence of sun radiation on results of non-contact temperature measurements in far infrared range, Opto-Electronics Review 13 (3), 2005.
• 5. Piątkowski T., Metoda bezkontaktowego pomiaru temperatury obiektów o dużej dynamice procesów termicznych, Rozprawa Doktorska, WAT, 2003.
• 6. Piątkowski T., Madura H., Sposób bezkontaktowego pomiaru temperatury, Urząd Patentowy RP, Zgłoszenie patentowe P 360065, 2003.
• 7. Sala A., Radiant properties of materials, PWN, 1986.
• 8. Tank V., Infrared temperature measurement with automatic correction of the influence of emissivity, Infrared Physics, vol. 29, no. 2-4, 211-212, 1989
• 9. Tsai B. K., Shoemaker R. L, DeWitt D. P., Cowans B. A., Dardas Z., Delgass W. N., Dail G. J., Dual wavelength radiation thermometry: emissivity compensation algorithms, International Journal of Thermophysics, vol. 11, No 1, Jan., 1990.