Berøringsfri (infrarød) temperaturmåling

Transkript

1 Downloaded from orbit.dtu.dk on: Dec, 5 Berøringsfri (infrarød) temperaturmåling Clausen, Sønnik Publication date: 9 Link to publication Citation (APA): Clausen, S. (9). Berøringsfri (infrarød) temperaturmåling. Paper presented at Temperaturseminar, Herlev (DK), Apr.,. General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal? If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

2 .. Berøringsfri (infrarød) temperaturmåling Forskningscenter Risø, DTU Roskilde Farve og temperatur Temperatur ( C) Farve rødviolet mørk karminrød 78-8 karminrød 8-83 orange/karminrød mørk orange 88-5 orange 5-5 gul/orange 5-5 gul 5-3 hvid/gul Øjet ser først ved temperaturer over ca. 65 C GAS EKSPLOSION VIS IR EGENSKABER af LYS t + r + a + s = REFLEKSION % SPEJLENDE DIFFUS % % 9 % n Refleksion fra overflade: R = + n Glas (n =.5): R =. Vand (n =.33): R =.

3 IR AKTIVITETER på RISØ Forskning: anvendt spektroskopi, målemetoder,.. Projekter: EU, PSO, firma, Kalibrering af alt IR-udstyr og temperaturfølere Måling af optiske egenskaber (ε, τ, ) Løsning af kunde problemer, hjælp med udstyr Rådgivning vedr. Termisk stråling, temperatur, Transportabelt optisk måleudstyr RISØ er Nationalt Reference Laboratorium for berøringsløs temperaturmåling IR UDSTYR Total-strålingspyrometer Glødetrådspyrometer En-farve pyrometer To-farve pyrometer Spektrometre IR-kamera, termografi HÅNDFLADE Opbygning af IR termometer

4 . Kalibrering af IR-termometer Flade med kendt temperatur og emissivitet Stabiliseringstid (TTT) Apertur og afstand Indstilling af emissivitet Evt. rensning af optik Udstyr til IR kalibrering på Risø Væskebade -8ºC - 3ºC H O heatpipe blackbody 5ºC - 5ºC Salt-blackbody ºC - 57ºC Na-heatpipe blackbody 55ºC - 7ºC Højtemperaturovn 7ºC - 6ºC Transportable blackbody Bedste måleevne o C Måleevne RISØ BEDSTE MÅLEEVNE RISØ (k=) i området fra -8 o C - 6 o C INTERCOMPARISONS Th9: 6-3 o C; - o C deviation TRIRAT: -5-3 o C; typical within.3 o C TRIRAT: 3-8 o C; within uncertainty Blackbody - sortlegeme PERFEKT ABSORBER (α = ) PERFEKT EMITTER (ε =) 6, sqcl Data fil: "måleevne_danak6.xls" Temperatur o C 3

5 SPORBARHED ITS-9 T [K] = t [ C] +73,5 C =.388 m K Plancks Strålingslov LT (, λ) = π C C 5 λ T λ ( e ) [ W / m ( dλ)] Lλ ( T9) L [ T ( X)] λ 9 e = C T9 ( X) λ e C T9 λ P ( T) = σ T [ W / m ] BB λ max 896μm = T Gem alt om et gråt legeme (ε = konstant) ved temperaturmåling Udstrålet effekt fra overflade Total udstrålet effekt [W/m ] Total udstrålet effekt [kw/m ] Overflade temperatur [K] P = σ T [ W / m ] VALG AF BØLGELÆNGDE 8- μm: faste overflader, lave temperaturer 3-5 μm: faste overflader 3.3 μm: plastoverflader IR billede af affald på forbrændingsrist (λ= 3.9 μm) 3.9 μm: måling gennem varm røggas Overflade temperatur [K]

6 Definition af Emissivitet EMISSIONSKOEFFICIENTEN (EMISSIONSTALLET, ε) : BRØKDEL AF DEN UDSTRÅLEDE ENERGI FRA EN OVERFLADE I FORHOLD TIL UDSTRÅLEDE ENERGI FRA EN BLACKBODY VED SAMME TEMPERATUR. ε = UDSTRÅLEDE ENERGI FRA OVERFLADE UDSTRÅLEDE ENERGI FRA BLACKBODY eller UDSTRÅLING fra OVERFLADE = ε UDSTRÅLING fra BLACKBODY USIKKERHED Δ T ΔT = ε λ ε C Jo lavere temperatur jo mindre fejl Kortere bølgelængde lavere fejl Overflader med høj emissivitet lav fejl Gælder for en-farve pyrometer, og når der ses bort fra refleksioner Emissionstallet afhænger af temperatur og bølgelængde Temperatur fejl o C Lav temperatur & fejl.5 μm 3 5 μm μm μm Temperatur fejl ved % fejl på % emissivitet og 3 o C omgivelsestemperatur.5 μm TRICKS & TIPS Ispunkt, ºC: sigt ned i fordybning i knust is/vand Karton ved rumtemperatur: blackbody Mal eller påsæt tape på blanke overflader Mål via åbning i emne Husk at kompensationskabel kan være krævet Vand/dug absorberer kraftigt (-3 μm film) - μm Temperatur o C 5

7 Måling på plast TEMPERATUR AF PLASTDELE PLASTTYPE, FORURENING TYKKELSE AF PLASTFOLIE VEDHÆFTNING/SVEJSNING GENNEMLYSNING AF FARVEDE DELE etc Svejsefejl i plast INFORMATION Risø-R-86(DA) Infrarød temperaturmåling Sønnik Clausen, 996 KURSUS TI: TEORI + ØVELSER [email protected] 6