POLITECHNIKA POZNAŃSKA	LABOLATORIUM METROLOGII ELEKTRYCZNEJ I ELEKTRONICZNEJ	ROK AKADEMICKI 2008/2009
Wydział elektryczny Elektrotechnika 2 stopnia Rok studiów 1 Semestr 1	Nr ćwiczenia 4 Temat: Pomiary temperatury z wykorzystaniem kamery termowizyjnej
Wykonujący ćwiczenie: 1.Kaźmierczak Szymon	Data wykonania ćwiczenia 3.02.2009 Data oddania sprawozdania 7.02.2009	ZALICZENIE

1. Cel ćwiczenia: zapoznanie się z metodą bezstykowego pomiaru temperatury za pomocą kamery termowizyjnej oraz przeprowadzenie właściwych pomiarów.

Wykorzystana kamera to ThermaCam E25.

2. Znaczenie emisyjności badanej powierzchni w pomiarach termowizyjnych.

Pojęcie ciała doskonale czarnego wprowadził Kirchhoff. Jest to wzorzec ciała mającego doskonałe właściwości radiacyjne. Strumień energii emitowany na drodze promieniowania cieplnego przez ciała rzeczywiste jest mniejszy niż strumień energii wypromieniowany przez ciało doskonale czarne o tej samej temperaturze. Różnicę pomiędzy emisją promieniowania cieplnego ciała rzeczywistego i ciała doskonale czarnego ujmuje się za pomocą współczynnika proporcjonalności zwanego emisyjnością. Emisyjność ciał zależy od różnych czynników w tym od: rodzaju ciała (metal, ceramika, itp.), zakresu długości fali dla którego określana jest emisyjność, chropowatości powierzchni, temperatury powierzchni, kąta pod jakim emitowane jest promieniowanie. Emisyjność monochromatyczna powierzchni nie jest stała i dla metali zmniejsza się natomiast dla dielektryków rośnie przy zwiększaniu długości fali. Z kolei wraz z temperaturą emisyjność metali zwiększa się natomiast dielektryków maleje. Chropowatość powierzchni powoduje zwiększenie emisyjności.

Rys.1 Schemat blokowy emisji promieniowania podczerwonego do kamery termowizyjnej.

Rys.2 Schemat stanowiska do przeprowadzenia badań.

1. Badanie przy:

- stałym kącie obserwacji α,β = 0°

- zmiennej odległości

-stała emisyjność = 0,98

- regulator temperatury: 125˚C, z małymi odchyleniami ±

lp.	odległość l [mm]	Temperatura t [ºC]
1	280	123
2	1850	119
3	2900	117
4	4000	116,5

Charakterystyka t=f(l)

2. Badanie przy:

- stałym kącie obserwacji α,β = 0°

- stałej odległości = 70 cm

- regulator temperatury: 125˚C, z małymi odchyleniami ±

lp.	emisyjność ε	Temperatura t [ºC]
1	1	120
2	0.99	120,5
3	0.98	121
4	0.97	122
5	0.96	123
6	0.95	123,5
7	0.94	124,5
8	0.93	126
9	0.92	127
10	0.91	128
11	0.90	128,5
12	0.80	138
13	0.70	150
14	0.60	165
15	0.50	185
16	0.40	211
17	0.30	253
18	0.20	276
19	0.10	276

Charakterystyka t=f(ε)

3. Opcja 2-ga:

- stała emisyjność = 0,98

- stała odległość = 70 cm

- regulator temperatury: 125˚C

lp.	Ruch	Kąt	Temperatura t [ºC]
1	poziomo w lewo α =plus	0	122
2			+10	122
3			+20	122
4			+30	122
5			+40	121
6			+50	120
7			+60	119
8			+70	115
9			+80	102
10		poziomo w prawo α =minus	-10	122
11			-20	122
12			-30	121
13			-40	121
14			-50	120
15			-60	118
16			-70	114
17			-80	75
18		pionowo w górę β =plus	+10	122
19			+20	122
20			+30	122
21			+40	121
22			+50	121
23			+60	119
24			+70	115
25			+80	105
26		pionowo w dół β =minus	-10	122,5
27			-20	122,5
28			-30	122,5
29			-40	122,5
30			-50	122,5
31			-60	121
32			-70	117

Charakterystyka t=f(kąta)

4. Wyznaczenie zależności ΔT=f(l)

lp.	odległość l [mm]	ΔT
1	280	-2
2	1850	-6
3	2900	-8
4	4000	-8,5

5. Wyznaczenie zależności ΔT=f(ε)

lp.	emisyjność ε	ΔT
1	1	-5
2	0.99	-4,5
3	0.98	-4
4	0.97	-3
5	0.96	-2
6	0.95	-1,5
7	0.94	-0,5
8	0.93	1
9	0.92	2
10	0.91	3
11	0.9	3,5
12	0.8	13
13	0.7	25
14	0.6	40
15	0.5	60
16	0.4	86
17	0.3	128
18	0.2	151
19	0.1	151

6. Wyznaczenie zależności ΔT=f(kąta)

lp.	Ruch	Kąt	ΔT
1	poziomo w lewo α =plus	0	-3
2			+10	-3
3			+20	-3
4			+30	-3
5			+40	-4
6			+50	-5
7			+60	-6
8			+70	-10
9			+80	-23
10		poziomo w prawo α =minus	-10	-3
11			-20	-3
12			-30	-4
13			-40	-4
14			-50	-5
15			-60	-7
16			-70	-9
17			-80	-50
18		pionowo w górę β =plus	+10	-3
19			+20	-3
20			+30	-3
21			+40	-4
22			+50	-4
23			+60	-6
24			+70	-10
25			+80	-20
26		pionowo w dół β =minus	-10	-2,5
27			-20	-2,5
28			-30	-2,5
29			-40	-2,5
30			-50	-2,5
31			-60	-4
32			-70	-8

7. Wnioski

Ukazany został wpływ emisyjności na T i ΔT.

Wpływ kąta alfa i beta, odległość kamery od źródła promieniowania na jakość pomiaru.

Wynika z tego że najlepszymi warunkami do pomiaru temperatury, była emisyjność 0,94, odległość im bliżej tym lepiej, i najlepiej gdy kamera jest zwrócona w bezpośrednio w kierunku promieniowania.

---