Вимірювальна техніка та метрологія

Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2123

Browse

Subject: search.filters.subject.Two-color compensative thermometry

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Two-color compensative thermometry with corrected adjustment using nonlinearity equation of emissivity spectral distribution
    (Lviv Politechnic Publishing House, 2021) Zhukov Leonid; Petrenko Dmytro
    The article is directed on metrological characteristics increase and extension of the optical thermometry field of use, including two-color compensative thermometry with a priori averaged adjustment. The investigations have been performed for the tungsten. This metal studied in thermometry and metal optics has tabulated quantitative estimations of emissivity which are similar to the most widespread in metallurgy iron-carbon alloys. To increase the reliability and extend the field of use of obtained results, approximated and linearized spectral distributions of tungsten, as well as their mirror representations with decreasing and increasing, convex, linear, and concave distributions of emissivity have been researched. The influence of qualitative and quantitative characteristics of the spectral distributions of emissivity on their nonlinearity coefficient has been studied. The equation of nonlinearity has been obtained. This equation connects the nonlinearity coefficient at the middle wave with the emissivity value at one of the boundary waves through the measured one-color radiation temperatures at 3 operating waves. With a priori knew quantitative estimates of the nonlinearity coefficient at the middle wave and measured one color radiation temperatures, the obtained equation can be used for the calculation of emissivity values at the boundary waves. For example, in the linear spectral distributions of emissivity, the nonlinearity coefficient is equal to 0. The number of solutions for linear distributions of emissivity varies from 1 to 2, and for nonlinear – from 1 to 3. The influence of measurement errors of one-color radiation temperatures at operating waves on the errors of emissivity determination by nonlinearity equation is established. The metrological advantages of two-color compensative thermometry using the emissivity values, corrected by the nonlinearity equation, are proved. It was found, that at the nonselective distribution of measurement errors of one-color radiation temperatures, measurement errors of the object temperature for two-color compensative, spectral ratio, and energy thermometry are insignificant for technical measurements. Under conditions of selective distribution of measurement errors of one-color radiation temperatures, these errors respectively are 0.04 – 0.25 %; 1.66 – 9.30 %; 0.18 – 0.34 %. For nonlinear emissivity spectral distributions, real for tungsten and iron-carbon alloys, the methodical component due to the nonlinearity doesn’t exceed 0.48 %, which is also acceptable for technical measurements. The method has been developed for practically acceptable conditions of primary yrometric information obtaining.
  • Thumbnail Image
    Item
    Вплив випромінювальних характеристик металевих сплавів на методичні похибки двокольорової компенсаційної та класичної термометрії
    (Видавництво Львівської політехніки, 2019-02-28) Жуков, Л. Ф.; Петренко, Д. О.; Zhukov, Leonid; Petrenko, Dmytro; Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України; Physical and Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
    Досліджено методичні похибки двокольорової компенсаційної та класичної енергетичної й спектрального відношення пірометрії випромінювання під впливом змінних випромінювальних характеристик металевих сплавів. Випромінювальні характеристики кількісно оцінено за допомогою середнього рівня випромінювальної здатності та коефіцієнта селективності. Середніми (настроювальними) значеннями цих параметрів вибрано такі, що відповідають вольфраму в вакуумі за температури 1600 К (за довжин хвиль 0,7 та 0,9 мкм), а діапазони їх змін – відповідно до умов в металургійних печах та в агрегатах. Відповідно до настроювальних значень випромінювальних характеристик введено поправки в математичні моделі класичної, а також двокольорової компенсаційної пірометрії випромінювання і розраховано методичні похибки. На основі аналізу математичних моделей методів пірометрії випромінювання встановлено закономірності впливу середнього рівня випромінювальної здатності та коефіцієнта селективності на методичні похибки. На відміну від класичної пірометрії випромінювання, методичні похибки двокольорової компенсаційної термометрії практично не залежать від коефіцієнта селективності. Це є перевагою двокольорової компенсаційної термометрії та дає змогу мінімізувати похибки безконтактних вимірювань температури металевих сплавів, вкритих прозорими та напівпрозорими оксидними плівками, які спричиняють істотні зміни коефіцієнта селективності. Визначено відхилення середнього рівня випромінювальної здатності від настроювального, за яких модулі методичних похибок двокольорової компенсаційної термометрії не перевищують 1,0 % та 0,5 %. Вони становлять ±0,042 та ±0,020, відповідно. У металургії найпоширеніший комплексний вплив випромінювальних характеристик на методичні похибки оптичної термометрії. Тому, залежно від співвідношення випромінювальних характеристик, змінюватиметься співвідношення похибок досліджених методів. Визначено функціональну залежність коефіцієнта селективності від середнього рівня випромінювальної здатності, за якої похибки всіх розглянутих методів рівні. Під комплексним впливом середнього рівня випромінювальної здатності та селективності її спектрального розподілу похибки двокольорової компенсаційної пірометрії випромінювання менші від похибок класичної інфрачервоної енергетичної пірометрії випромінювання, а також термометрії спектрального відношення відповідно в 1,04–1,26 та 1,21–1,57 разу.