Измерение температуры радиационными пирометрами. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Теплотехнические измерения»

Требования техники безопасности при выполнении работы

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по технике безопасности и дополнительного ин-

структажа по выполняемой работе только в присутствии лаборанта или препо-

давателя. Самостоятельное выполнение работы не допускается.

В число вредных и опасных факторов при выполнении данной работы входят:

1.Опасность поражения электрическим током в случае неисправности печи или приборов осветительной сети;

2.Опасность ожогов при контакте с раскаленными поверхностями в ра-

бочем пространстве и на внешнем кожухе муфельной печи;

3. Опасность ожогов сетчатки при попадании в глаза луча лазерного це-

леуказателя.

При выполнении работы запрещается:

4.самостоятельно включать в сеть или отключать от сети муфельную печь, изменять настройки регулятора печи и пирометра;

5.открывать заслонку печи и выполнять измерения в отсутствие лабо-

ранта или преподавателя;

6. прикасаться к кожуху и внутренним поверхностям рабочего простран-

ства печи;

7. во избежание возгорания помещать в печь посторонние предметы,

класть на кожух печи или рядом с печью одежду, личные вещи, легковоспламе-

няющиеся предметы;

8.смотреть в объектив пирометра и прикасаться к объективу руками;

9.при выполнении измерений направлять лазерный целеуказатель пиро-

метра в сторону людей и на зеркальные поверхности.

11

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с принципом измерения радиационной температуры и установкой для данной работы.

2.Ознакомиться с требованиями правил техники безопасности в лабора-

ториях кафедры теплофизики и при выполнении работы.

3.Произвести измерения радиационной температуры объекта измерения

спомощью переносного инфракрасного радиационного пирометра с различных расстояний: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 м, правильно визируя оптическую систему с помощью системы лазерного целеуказания на излучающее тело (рис. 4).

Рис. 4. Визирование радиационного пирометра на объект измерения

4. Одновременно с записью радиационной температуры фиксировать по-

казания термоэлектрического термометра (действительной температуры объек-

та измерения).

5.Составить журнал наблюдений по прилагаемой форме (прил. 1).

6.Проанализировать полученные результаты с точки зрения совпадения радиационной и действительной температур объекта измерения, а также с точ-

ки зрения влияния расстояния от излучателя на ошибки измерений и удобство

визирования пирометра.

12

Содержание отчета

Отчет о проделанной работе должен включать в себя:

1.Название и цели лабораторной работы;

2.Краткое изложение основ радиационной пирометрии;

3.Схемы радиационного пирометра и лабораторной установки;

4.Журнал наблюдений установленной формы (прил. 1);

5.Расчет абсолютной и приведенной погрешностей измерений;

6.Расчет предельно допустимого расстояния измерения радиационной температуры печи с помощью исследуемого пирометра по формуле (5);

7.Расчет требуемого поправочного коэффициента (степени черноты объ-

екта измерения) по радиационной температуре, измеренной с минимального

расстояния (0,5 м);

8. Вывод по проделанной работе с анализом полученных результатов.

Контрольные вопросы

1.Что называется радиационной температурой?

2.Какая величина непосредственно воспринимается пирометрами излу-

чения?

3. Какой физический закон положен в основу принципа действия радиа-

ционных пирометров?

4. Почему радиационные пирометры называют пирометрами полного из-

лучения?

5. Какая зависимость связывает действительную и радиационную темпе-

ратуры?

6.Для каких тел радиационная и действительная температуры совпадают

ипочему? Приведите пример такого тела.

7.Что такое показатель визирования?

8.Влияет ли расстояние от излучателя на ошибки измерения?

9.Как влияют размеры измеряемого тела на ошибки измерений?

13

10. Каковы пределы измерения и основная допустимая погрешность ра-

диационных пирометров?

11. К какому виду погрешностей измерения относится различие радиа-

ционной и действительной температур вызванное отличием реальных тел от абсолютно черных? Возможно ли её устранение?

12.Перечислите возможные источники возникновения погрешности при использовании бесконтактных методов измерения температуры.

13.Как определить абсолютную и приведенную погрешности показаний пирометра?

14.Укажите возможные области применения радиационных пирометров.

Библиографический список

1.Fraden, J. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs and Applications [Текст] = Справочник по современным датчикам: принципы, конструкция и применение / Jacob Fraden. – New York : Springer, 2010. – 663 p.

2.Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы

[Текст] / В.П. Преображенский. – Москва : Энергия, 1978. – 312 с.

14

Журнал наблюдений

Радиационный пирометр фирмы ___________ модель ________

Пределы измерений от ________°С до ________°С

Диапазон длин волн излучения воспринимаемых прибором от ________ мкм до ________ мкм

Номинальный показатель визирования ____:____

Диаметр объекта измерения D =_______ мм

Предельно допустимое расстояние для измерения радиационной температуры объекта с помощью исследуемого пирометра Lmax= ________ м.

Расчетная степень черноты объекта r = _______.

15

Коэффициент излучения r некоторых материалов

16

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

РАДИАЦИОННЫМИ ПИРОМЕТРАМИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе

по дисциплине «Теплотехнические измерения»

Составитель Скаков Сергей Викторович

Редактор М.Ю. Болгова Подписано в печать 10.11.2014. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Ризография. Объем 1,0 п.л. Тираж 50 экз. Заказ № Издательство Липецкого государственного технического университета.

Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.

398600, Липецк, ул. Московская, 30.

17