Pirometry

Zdjęcie: Fluke

 

Do obrazowania temperatury doskonałym narzędziem są kamery termowizyjne. Ale nie zawsze potrzebne są aż tak wyrafinowane urządzenia. Czasami wystarczyłby termometr, ale ten z kolei ma tę wadę, że działa dotykowo. Pirometry pozwalają na bezkontaktowy pomiar temperatury.

 

Zacznijmy od teorii. Wszystkie materiały, które nie znajdują się w temperaturze 0 bezwzględnego (-273°C) emitują ciepło. Jest to nic innego, jak energia w postaci promieniowania podczerwonego. Długość pasma promieniowania podczerwonego zawiera się w zakresie od 0,78 do 1000 µm. Są to więc fale dłuższe od światła widzialnego, ale krótsze od fal radiowych. Zatem mierząc promieniowanie emitowane możemy przeliczyć je na konkretną temperaturę, która pokazywana jest na wyświetlaczu pirometru. Oczywiście tak wygląda pomiar tylko w teorii. W praktyce sprawa wygląda nieco bardziej skomplikowanie.

Przede wszystkim należy znać tzw. współczynnik emisyjności e, który jest charakterystyczny dla różnego rodzaju materiałów. Dla przykładu – stal (blacha świeżo walcowana) ma współczynnik emisyjności e = 0,24, styropian – 0,6, śnieg – 0,8, beton – 0,97, a ludzka skóra – 0,98. Co ciekawe, materiały na pozór podobne, np. drewno, mogą mieć różne współczynniki emisyjności (dąb – 0,77–0,88, sosna – 0,81–0,89). Ciało doskonale czarne, które pochłania energię, będzie miało e = 1, natomiast tzw. doskonałe lustro, a więc ciało doskonale odbijające energię ma e = 0. W praktyce nie istnieje ani ciało doskonale czarne ani lustro. Co ciekawe – współczynnik emisyjności zależy także od rodzaju powierzchni. Im powierzchnia jest bardziej matowa, chropowata tym współczynnik e jest większy. Szczególnie widać to w przypadku metali – dla stali polerowanej e = 0,16 natomiast dla stali piaskowanej e = 0,70.

Wprowadzenie do pirometru odpowiedniego dla badanego materiału współczynnika emisyjności pozwala na prawidłową kompensację i dokonanie rzetelnego pomiaru. A jak sobie poradzić, jeśli nie wiemy, z jakiego materiału jest element, którego temperaturę chcemy zmierzyć? W takim przypadku specjaliści radzą, aby wykorzystać tzw. pirometryczną taśmę izolacyjną. Po prostu nakleja się na taką taśmę, której emisyjność jest znana (podana przez producenta), i mierzy temperaturę taśmy. Co ciekawe – za pomocą tego prostego triku można zmierzyć temperaturę materiałów przezroczystych i półprzezroczystych (np. szkła).

 

Autor: Tomasz Kurzacz

Więcej poniżej lub w PDF (link do pobrania):

 

GM_2018_1_26_33_Pirometry
Authors

Related posts

Góra
English