E-materiały do kształcenia zawodowego

Nagrzewanie wsadu i kontrola temperatury

MEC.02. Wykonywanie i naprawa wyrobów kowalskich - Kowal 722101

bg‑turquoise

Przyrządy do pomiarów temperatury

PLANSZA INTERAKTYWNA

Sposoby pomiarów temperatury nagrzewanego materiału

Powszechnie stosowanym kryterium podziału przyrządów do pomiarów temperatury jest sposób przejmowania ciepła między termometrem a ciałem lub ośrodkiem, którego temperaturę się mierzy. Według tego kryterium przyrządy dzielą się na: stykowe i bezstykowe.

W zależności od przyjętej metody, pomiaru temperatury możemy dokonać za pomocą różnych przyrządów. Można tu wyróżnić:

  • pomiary za pomocą termoelementów,

  • za pomocą czujników rezystancyjnych,

  • pomiary za pomocą pirometrów i kamer termowizyjnych.

Urządzenia zewnętrzne

1
R1DqL9ZVOlVYL1
Urządzenia zewnętrzne
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Opis alternatywny dotyczy planszy interaktywnej z trzema urządzeniami do wyboru. Po kliknięciu na wybrany z nich pojawia się jego nazwa, opis i nagranie dźwiękowe tożsame z tekstem alternatywnym.

Numer jeden, Pikometr termoelektryczny. Składa się on z czujnika termoelektrycznego (termopary) oraz miliwoltomierza wycechowanego w stopniach. Czujnik składa się z termoogniwa i odpowiedniej obudowy. W bezstykowych przyrządach do pomiaru temperatury, zwanych pirometrami wykorzystuje się zjawisko wysyłania promieniowania temperaturowego (cieplnego) przez ciało lub ośrodek, którego temperaturę się mierzy. Czujnik pirometru przetwarza określoną część wysyłanego promieniowania temperaturowego na inną wielkość fizyczną, która daje się pomierzyć na drodze elektrycznej.

Numer dwa. Termometry radiacyjn. Zwane inaczej pirometrami radiacyjnymi służą do pomiaru temperatury bezdotykowo, na podstawie wielkości emisji promieniowania podczerwonego. W pirometrach radiacyjnych temperatura obiektu badanego jest określana na podstawie pomiaru mocy promieniowania w całym paśmie od poczerwieni do nadfioletu. Zależnie od użytego przetwornika promieniowania rozróżniamy termoelektryczne i fotoelektryczne. Służą do pomiaru temperatury wewnątrz pieców przemysłowych oraz temperatury powierzchni ciał w zakresie czterystu do dwóch i pół tysiąca stopni Celsjusza. Dokładność pomiaru takich pirometrów wynosi ok. dwa procent. Pirometr radiacyjny to bezdotykowe optyczne urządzenie odbierające promieniowanie cieplne obiektu, obejmujące najczęściej długości fal od ośmiu do czternastu milimetrów, w zakresie temperatur od pięćdziesięciu do pięciuset stopni Celsjusza. Tym samym jest on termometrem na podczerwień (radiacyjnym). Określa on temperaturę powierzchni mierzonego obiektu poprzez pomiar ilości promieniowanej przez powierzchnię obiektu energii podczerwonej. Promieniowanie cieplne wysyłane przez ciało, którego temperaturę się mierzy, skupiane jest za pomocą soczewki, zwierciadła lub światłowodu. Pirometry radiacyjne, które działają w oparciu o prawo Stefana‑Boltzmana (całkowita moc wypromieniowana przez ciało jest proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury), nazywane są pirometrami całkowitego promieniowania i wyskalowane są dla ciała doskonale czarnego.<br><br>Moc wydzielana w detektorze nie zależy od odległości detektora ciała promieniującego, pod warunkiem że pole widziane przez płytkę detektora w całości leży na promieniującym ciele. Urządzenia te są szczególnie przydatne przy pomiarach temperatury gorących, trudno dostępnych lub ruchomych obiektów.

Numer trzy. Kamery termowizyjne. W detektorze kamery, moc zamieniana jest na napięcie prądu, które po odpowiedniej kalibracji przyrządu rejestrowane jest jako mapa temperatur badanego obiektu. Uzyskanie dokładnych wyników pomiaru temperatury z pomocą kamery termowizyjnej wymaga kompensacji wpływu zakłócających pomiar źródeł promieniowania. Wymaga to wprowadzenia przez użytkownika następujących danych: emisyjności badanego obiektu, temperatury otoczenia, odległości od badanego obiektu względnej wilgotności atmosfery. Zakres mierzonej temperatury wynosi od czterdziestu do dwóch tysięcy stopni Celsjusza z dokładnością do plus minus dwóch procent odczytu lub plus minus stopni Celsjusza. Ciała o temperaturach powyżej pięciuset stopni Celsjusza zaczynają emitować fale o wiele krótsze z większą intensywnością - światło - czyli fale elektromagnetyczne widzialne przez oko ludzkie. Ciała rozgrzewane do bardzo wysokich temperatur świecą – im wyższa temperatura, tym jaśniej świeci ciało, a zatem wysyła więcej energii. Zmienia się również barwa światła: w temperaturze ok. pięciuset stopni Celsjusza światło wysyłane przez rozgrzane ciało ma barwę ciemnoczerwoną, wraz ze wzrostem temperatury barwa ciała staje się najpierw pomarańczowa, potem jasnożółta, białożółta, a na końcu biała. Wraz ze wzrostem temperatury światła następuje przesunięcie barwy. Jeśli temperatura ciała ulega zmianie, zmienia się również charakterystyka energetyka jego promieniowania cieplnego. Wzrostowi temperatury odpowiada jednoczesny wzrost całkowitej energii wypromieniowywanej przez ciało. Zjawisku temu towarzyszy także zmiana barwy światła wysyłanego przez ciało. Długość fali, dla której wypromieniowywana energia jest największa, przesuwa się w stronę fal krótkich wraz ze wzrostem temperatury. Zjawiska występujące podczas procesów plastycznego kształtowania to kolejno: Umocnienie dyslokacyjne, Zmiany struktury materiału, Energia zmagazynowana, Zdrowienie, Rekrystalizacja, Starzenie odkształceniowe.

Urządzenia wewnętrzne

RO4oAnZi4glA81
Urządzenia wewnętrzne
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Powiązane ćwiczenia