3. Źródła błędów

 

  Model  matematyczny opisujący zjawiska transportu ciepła opracowany dla LFM postuluje trudne 
do osiągniecia, idealne warunki pomiaru:  

nieskończenie krótki czas trwania impulsu  

brak strat ciepła (zarówno konwekcyjnych jak i radiacyjnych)  

grubość próbki bardzo małą w porównaiu do pozostałych wymiarów (a więc równieŜ w 
porównaniu ze średnicą wiązki promieniowania laserowego)  

źródło ciepła nieskończenie cienkie w porównaniu z grubością próbki  

jednorodny (izotropowy) materiał  

jednorodne (w czasie i przestrzeni) źródło ciepła  

Zbyt duŜe odstępstwa od tych warunków powodują powstawanie znaczących błędów w obliczanych 
wartościach współczynnika wyrównywania temperatury. Do głównych efektów nie uwzględnianych 
przez ten model naleŜy zaliczyć:  

1. efekty skończonego czasu trwania impulsu ciepła (impulsu laserowego) występujące głównie 

dla cienkich próbek materiałów dobrze przewodzących ciepło. Z obliczeń przedstawionych 
przez Heckmana [

12

] wynika, Ŝe wystarcza, aby impuls promieniowania był krótszy 20 razy 

od czasu t

0.5

, Ŝeby moŜna było pominąć te efekty.  

2. radiacyjne straty ciepła z powierzchni (szczególnie frontowej) próbki - efekt ten występuje 

głównie w przypadku masywnych próbek znajdujących się w wysokich temperaturach lub 
absorbujących znaczne ilości ciepła (co powoduje znaczny wzrost temperatury w warstwie 
będącej źródłem ciepła).  

3. konwekcyjne straty ciepła mające miejsce w przypadku grubych próbek materiałów o 

stosunkowo małym współczynniku wyrównywania temperatury, czyli wtedy, gdy czas 
potrzebny tylnej powierzchni do osiągnięcia swojej maksymalnej temperatury jest bardzo 
długi.  

4. efekty związane z niejednorodnością przestrzenną powierzchniowego źródła ciepła, której 

przyczyną moŜe być niejednorodność wiązki promieniowania laserowego, nierówna 
(chropowata lub falista) powierzchnia frontowa, niejednorodna przypowierzchniowa warstwa 
materiały (pory, mikropęknięcia itp.).  

5. zakłócenia w polu temperatury wywołane 

przemianami fazowymi

.  

6. zmiany kształtu historii temperatury spowodowane transportem masy we wnętrzu próbki (np. 

pary wodnej w ciele porowatym)  

7. występowanie "pasoŜytniczych" pojemności iceplnych źródła ciepła oraz czujnika 

temperatury, występujące głównie dla małych próbek materiałów o stosunkowo małym cieple 
właściwym i duŜym współczynniku wyrównywania temperatury.  

  
   
   

Poprzednia strona

 

Następna strona

 

Strona 1 z 1

Laserowa Metoda Impulsowa 2b

2008-10-09

http://lodd.p.lodz.pl/ekon/lfm2b.htm