Изучение методики тепловизионного обследования инженерных сетей
Цель работы
1 Цель исследования – приобретение методических навыков тепловизионного наблюдения стационарного теплового поля и оценка точности температурных измерений в условиях тепловой фоновой засветки.
Основные теоретические положения
Тепловым (инфракрасным) излучением называется излучение, источником которого является хаотическое поступательное, вращательное и колебательное движение молекул.
Закон Планка.
Спектральная плотность (излучательная способность) теплового излучения абсолютно черного тела (АЧТ) Ме(l, T), Вт / м2, мкм:
Ме(l, T) = C1 . l–5 . (exp(C2 / l . T) – 1)–1,
где l – длина волны, мкм;
Т – абсолютная температура, К;
С1 – 3,74 . 10–8 Вт . мкм / м2;
С1 – 14388 мкм . К.
Закон Стефана Больцмана.
Плотность мощности теплового излучения АЧТ во всем спектральном диапазоне:
Ме(Т) = sТ4 ,
где Т – температура окружающей среды, К;
s – 5,67 . 10–8 Вт / (м2 . К4).
Закон Вина.
Длина волны lm, на которой спектральная плотность мощности излучения максимальна:
lm(мкм) = 3000 / Т (К).
Закон Ламберта.
Плотность мощности излучения под углом j к нормали:
Мj(T) = 
. cos j ,
где 
– относится к излучению в направлении нормали.
Приближение Бэнфорда.
В задачах пирометрии удобно пользоваться таким представлением функции Ме(l, T) , в котором зависимости от l и Т разделены:
Ме(l, T) = k(l) .. Tn,
где k(l) – сложная функция l;
n = 5 / b при b £ 2,5, n = 1 + 2,5 . b при b ³ 2,5;
b = l / lm.
Излучение реальных тел. Закон Кирхгофа.
|
|
|
При попадании теплового излучения на поверхность любого реального тела наблюдается эффекты отражения, поглощения и пропускания, причем:
r (l, T) + a (l, T) + t (l, T) = 1 ,
где r, a, t – коэффициенты отражения, поглощения и пропускания. Для АЧТ r = t = 0, a = 1. Для реальных объектов a < 1. Кирхгофом установлено, что реальное тело излучает на тех длинах волн, на которых поглощает, причем:
e (l, T) = a (l, T),
где e – коэффициент излучения.
Таким образом, характеристики излучения реального тела следует рассчитывать по следующим формулам:
М¢е(l, T) = e (l, T) . Ме(l, T) ;
М¢е( T) = e (T) . Ме (T). (1)
Оптическая пирометрия.
Из (1) следует, что интенсивность излучения реального тела зависит от e, l, Т, или для конкретных регистрирующих устройств – от e и Т. На использовании функции М¢е( T) = f (e, Т) основана оптическая пирометрия. Наиболее существенным моментом здесь является то, что градуировку пирометров проводят по АЧТ, т.е. по объекту с e = 1. Следовательно, для любого реального тела (e < 1) пирометр будет показывать заниженную температуру.
Пирометр полного излучения.
Регистрирует излучение во всем (точнее – практически во всем) спектральном диапазоне и показывают радиационную температуру Тр, которая связана с истинной температурой Т соотношением:
|
|
|
.
Квазихроматический пирометр.
Регистрирует излучение в узком спектральном интервале (иногда говорят на одной длине волны, что терминологически неверно) и показывает яркостную температуру Тя:
Т = Тя / (1 + а . Тя); 
.
Пирометр спектрального отношения.
Регистрирует излучение в двух узких спектральных интервалах и показывает световую температуру:
.
Пирометр частичного излучения.
Такие пирометры обычно используют фотоприемники, чувствительные в относительно небольшом интервале длин волн, поэтому такие приборы показывают радиационную температуру Тр`, значение которой в общем случае находится между Тр и Тя.
Тепловизоры
Тепловизор в широком смысле – устройство, предназначенное для визуализации в той или иной форме тепловых полей объектов. В узком смысле в настоящее время тепловизор представляет собой оптико–механический прибор, осуществляющий строчно–кадровое сканирование пространства и регистрирующий собственное тепловое излучение объектов в некотором интервале длин волн, определяемом типом используемого приемника излучения.
|
|
|
Описание тепловизора EasIR-4
Имеются 3 кнопки на тепловизоре GUIDE® EASIR-9. Слева направо это кнопки 
, 
, 
и кнопка-курок “T”.
Включение/выключение тепловизора.
Нажмите и удерживайте кнопку более 3 сек, чтобы включить питание. Чтобы выключить питание, нажмите и удерживайте кнопку , пока полоска отключения не пробежит полностью. Отпустите кнопку в любой момент до того, как полоска отключения пробежит полностью, чтобы отменить выключение тепловизора.
Приборы и оборудование
1 Тепловизор EasIR-4.
Порядок выполнения работы
1 Необходимо проконтролировать объект по заданию преподавателя
2 Сделать вывод
Контрольные вопросы
1 Что такое пирометр?
2. Что такое тепловизор?
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 338; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!