Precyzyjne pomiary temperatury powierzchni metali pirometrem trzypasmowym

Pirometryczne pomiary temperatury powierzchni metali obarczone są znacznymi błędami ze względu na zależność emisyjności od długości fali. Emisyjność ta może być aproksymowana funkcją potęgową. Do precyzyjnych pomiarów temperatury powierzchni metali wykorzystano pirometr trzypasmowy. Zaimplementowana metoda wyznaczenia temperatury kompensuje wpływ emisyjności. Przeprowadzono symulacje określające wpływ promieniowania tła w powiązaniu z emisyjnością obiektu na wynik pomiaru oraz określono minimalne wartości stosunku sygnału do szumu przy założonym błędzie pomiarowym. W warunkach laboratoryjnych wyznaczono błędy pomiarowe w zakresie temperatur od 200°C do 600°C dla płytki testowej wykonanej ze stopu aluminium. Uzyskano zgodność temperatury wyznaczonej pirometrem i metodą stykową z błędem poniżej 1% dla temperatur próbki powyżej 400°C.

The main source of errors in pyrometric measurements is a value of emissivity of the investigated object. The metals have spectral emissivity dependent on wavelength of the emitted radiation. For these cases manufacturers suggest application of double-band pyrometers. For grey bodies, these pyrometers do not introduce an error resulting from physical phenomena but metals are not grey, their spectral emissivity is approximated by power function. Solution of the problem is possible due to increase in a number of optical measuring bands. To eliminate emissivity influence three-band pyrometer was used. Computer simulations were used to study surrounding radiation influence for measurement error. The noise in all three working channels was simulated to obtain signal to noise ratio for 1 % measurement error. The temperature of testing plate from PA3 aluminum alloy in range from 200°C to 800°C was measured. During this measurements the temperature were determinated by three-band pyrometer and reference contact thermometer. The pyrometer measurement errors were calculated. For plates temperatures over 400°C there were below 1%.