Piro.rtf

1. Wstęp teoretyczny

              Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z pirometrią optyczną, jedną z metodą bezstykowego pomiaru temperatury. Głównym elementem układu doświadczalnego jest pirometr optyczny monochromatyczny z zanikającym włóknem. Pirometr optyczny kieruje się obiektywem w stronę badanego ciała. Obserwator patrzący przez okular obserwuje badane ciało przez filtr monochromatyczny w zakresie długości fali l=650nm. Odpowiednio manipulując natężeniem prądu płynącego przez włókno pirometru, obserwator może zrównać gęstość widmową emitancji energetycznej włókna z gęstoscią widmową badanego obiektu. Wtedy włókno pirometru przestanie być widoczne na tle badanego ciała. Znając zależność natężenia prądu płynącego od temperatury włókna pirometru, obserwator może odczytać ze specjalnego wskaźnika temperaturę czarną badanego ciała.

              W doświadczeniu numer 30 ciałem badanym jest żarówka z włóknem wolframowym włączona w jedno z ramion mostka Wheatsona.

              W czasie ćwiczenia wykonano po dziesięć pomiarów temperatury czarnej dla dziesięciu różnych wartości napięcia i natężenia prądu żarówki.

W skład zestawu doświadczalnego wchodzą:

-         Pirometr optyczny z filtrem monochromatycznym (l=650 nm);

-         Zasilacz P-340;

-         Żarówka halogenowa;

-         Amperomierz prądu stałego;

Schemat obwodu elektrycznego z badaną żarówką.

Główne wielkości radiometryczne:

Emitancja energetyczna: M(T)=dF/dS [W/m2]; gdzie: dF - strumień energii (moc), dS- wielkośc powierzchni wypromieniowująca dF; Emitancja energetyczna jest funkcją wyłącznie temperatury.

Gęstośc widmowa emitancji energetycznej: M(l,T)=dM/dl [W/m3]; gdzie: dM- emitancja energetyczna; dl- mały przedział długości fali emitowanego poromieniowania. Gęstość widmowa emitancji energetycznej jest funkcją temperatury i długości fali l.

Monochromatyczny współczynnik absorpcji: współczynnik absorbcji przypadający na mały przedział dl fal w otoczeniu fali l. Dany jest wzorem:

A(l,T)= Fa(l,l+dl)/Fi(l,l+dl); gdzie: Fa - strumień energii przypadający na mały przedział dl pochłonięty przez ciało; Fi - strumień całkowitej energii padającej na ciało w przedziale dl.

2. Tabela pomiarowa i wyniki

Napięcie U[V] i Natężenie A[I] prądu płynącego przez włókno wolframowe badanej żarówki.