Lucrarea V

MSURAREA TEMPERATURILOR NALTE

5.1. Termocuplul Teoria efectului termoelectric, termocuplul etalon i procedeul de etalonare al unui

termocuplu au fost prezentate pe larg n lucrarea I ,,Msurarea temperaturii cu ajutorul termocuplului. Din acest motiv aici se presupun cunoscute noiunile cuprinse n lucrare menionat, lucrarea de fa fiind dezvoltat n sensul construirii unui termocuplu i msurrii cu ajutorul su a unor temperaturi nalte.

Alegerea materialelor necesare pentru termocuplul ce urmeaz a fi construit este funcie de interval de temperatur pentru care va fi folosit, avnd o importan deosebit temperatura maxim.

Materialele folosite la confecionarea termocuplelor trebuie s fie obinute cu un grad mare de puritate, s dea indicaii reproductibile, s aib o variaie liniar a tensiunii termoelectromotoare n raport cu temperatura i o sensibilitate t mai mare.

n tabelul de mai jos sunt date termocuplele mai des folosite, compoziia procentual C, intervalul de temperatur pe care lucreaz Dt i sensibilitatea medie S :

Termocuplul C, % t, C S, grdV

Platinrhodiu + Platin Cromel + Alumel Cupru + Constantan Argint + Constantan Nicrom + Constantan Platinrhodiuaur + Paladiu

90Pt + 10Rh 90Ni + 9,8Cr + 0,2Mo 94Ni + 2A1 + 1Si + 3Mn 54Cu + 46Ni 54Cu + 46Ni 54Cu + 46Ni 70Ni + 30Cr

+ 250 200 185 200

0 0 0

+1700 + 1100 + 5500

+ 600 + 700 + 700

+ 1250

9,5 41 40 56 41

Cel mai important este termocuplul Platinrhodiu + Platin adoptat ca termocuplu

etalon de Sistemul Internaional de Uniti i folosit pentru etalonarea altor termocuple. Pentru lucrarea de fa a fost ales termocuplul cupru + constant. Constantul este un

aliaj ce conine n principial Cu (45 60 %) i Ni (40 55 %). Pentru mrirea sensibilitii termoelectrice sau pentru mbuntirea altor caliti, n aliajul respectiv la formare se adaug mici procente de Fe, C, Mn.

Pentru confecionarea acestui termocuplu i msurarea temperaturii cu ajutorul su, sunt necesare urmtoarele materiale i aparate : srm de cupru i de constantan, srm

polHighlight

de conexiuni, electrozi de crbune, redresor alimentator, milivoltmetru i vas pentru ap cu ghea.

Este necesar realizarea schemei de lucru din figura 1a :

Fig. 1

Pentru ramura AB a circuitului este necesar o srm de constantan de 1 m lungime,

iar pentru ramurile AC i BD cte 0,9 m srm de cupru. Pentru efectuarea sudurilor se desizoleaz cte un capt (pe o lungime de

~ 1 cm) al celor dou fire de cupru, prin rzuirea emailului izolator cu ajutorul unei lame sau cuit. Cele dou perechi de capete ale firelor de cupru i constantan se mpletesc pe o poriune mic (~ 1,5 cm). Cele dou mpletituri se interpun pe rnd ntre cei doi electrozi de crbune alimentai prin conductori izolai de la un redresor cu seleniu, conform schemei din figura 1b.

Redresorul se alimenteaz la 220 V c.a. i se regleaz curentul i tensiunea n circuitul electrozilor pentru ca ntre ei s se produc un arc electric suficient de puternic pentru a topi capetele celor dou metale. Dup constatarea topirii se ndeprteaz electrozii deschizndu-se astfel circuitul lor electric i cele dou fire n urma rcirii n aer rmn sudate. Un arc slab nu reuete s topeasc metalele, de aceea se va acorda mult atenie reglrii curentului i tensiunii n circuitul electrozilor, lucru ce trebuie s se fac n prezena unui cadru didactic.

n continuare se realizeaz schema prezentat conectnd n circuit milivolt-metrul prin legarea la bornele sale a celorlalte dou capete ale firelor de cupru, numai dup ce au fost desizolate. Una dintre suduri se introduc ntr-un vas care conine ap cu ghea (0C), iar cealalt n mediul a crui temperatur se va msura. Acesta este un cuptor electric care, alimentat la 220 V c. a., se nclzete pn la 1200C.

Aa cum am mai spus, n lucrarea de fa nu vom mai proceda la etalonarea termocuplului, ci direct la msurarea unei temperaturi necunoscute.

ntr-o prim aproximaie ntre tensiunea termoelectromotoare i temperatur exist o relaie liniar

E = S t , (1) unde S este sensibilitatea medie a termocuplului pe intervalul de temperatur t msurat de la 0C.

Pentru termocuplul cupru + constantan, aa cum se arat n tabelul dat

grdVS = 40 .

n acest fel indicaiile milivoltmetrului sunt transformate uor n grade Celsius prin relaia

SEt = (2)

5.2. Pirometrie

Pirometria se ocup cu producerea i msurarea temperaturilor nalte. Radiaiile sunt emise de corpuri sub forma undelor electromagnetice ntr-o gam

larg de lungimi de unde. Radiaia constituie unul din modurile de propagare a cldurii. Un corp poate emite energie sub form de radiaii, sau poate primi radiaiile emise de alte corpuri. Orice corp radiaz energie chiar la temperaturi joase.

Spectrul vizibil fiind cuprins aproximativ ntre 0,4 0,8 m, la temperaturi mai mici de 525C, energia emis nu este vizibil, lungimea de und respectiv fiind mai mare de 0,8 m. n acest domeniu, radiaiile sunt infraroii (calorice). Prin nclzire, corpurile emit dup radiaiile infraroii, radiaii cuprinse n rou nchis, galben i mai trziu alb strlucitor, n care radiaiile au cele mai diverse lungimi de und.

Temperatura corpurilor nclzite determin cantitatea total de energie emis, precum i compoziia spectral a acestei energii. Dependena de temperatur a radiaiei emise de corpurile calde a permis alctuirea metodelor pirometrice pentru msurarea temperaturilor nalte.

Cnd lumina sau radiaiile electromagnetice, n general, ntlnesc un corp, o parte se reflect pe suprafaa corpului, iar cealalt parte ptrunde n interior, fiind absorbite parial sau total.

Legile radiaiei termice care stau la baza pirometriei sunt stabilite pentru un corp care absoarbe n totalitate radiaiile incidente. Deoarece proprietatea de a absorbi cea mai mare parte a radiaiilor incidente o au corpurile de culoare neagr (negru de platin, negru de fum), un astfel de corp absorbant integral a primit denumirea de corp negru. n natur nu exist corpuri absolut negre, deci perfect absorbante.

n laborator se poate crea un corp negru sub forma unei incinte sferice nnegrite pe suprafaa interioar i avnd un mic orificiu prin care pot ptrunde radiaiile. Cnd o relaie ptrunde n aceast incint, sufer reflexii multiple i la fiecare reflexie este parial absorbit. Dup un numr suficient de mare de reflexii, se poate spune c radiaia a fost

complet absorbit. n acest fel se realizeaz practic un corp negru (Fig. 2).

Dac sfera absorbant este confecionat din porelan cu coeficientul de absorbie al peretelui 0,5, o radiaie care ptrunde n sfer se reflect de 10 ori, este absorbit astfel nct, ceea ce mai poate iei afar este neglijabil. ntr-adevr, coeficientul total de absorbie, dup cele 10 reflexii succesive, este de 0,999, deci foarte apropiat de unitate i

se poate vorbi, n acest caz, de un corp negru. Energia absorbit de un corp se transform n cldur i corpul se nclzete. La

temperaturi ridicate, corpul nclzit emite lumin vizibil care trece treptat de la rou nchis la alb strlucitor.

nainte de a prezenta legile fizice ale pirometriei, este necesar s definim mrimile cu care se lucreaz n acest domeniu.

Fluxul energetic sau fluxul radiant este exprimat prin raportul dintre energia radiat de un corp incandescent i timpul respectiv. Sub form diferenial, fluxul energetic se scrie:

Fig. 2

dt

dW= (3) Intensitatea energetic I a unui izvor de radiaii punctiform ntr-o direcie dat, este

exprimat prin raportul dintre fluxul energetic emis i unghiul solid elementar respectiv

dtdWd

ddI ==

2 (4)

Strlucirea energetic B sau luminana energetic a unui izvor de radiaii ntr-un punct al su i ntr-o direcie dat care face cu normala la suprafa un unghi b, este exprimat prin raportul dintre intensitatea energetic elementar n direcia considerat i proiecia suprafeei elementare care cuprinde acel punct, pe un plan perpendicular direciei date:

== cosdSdI

SddIB (5)

Radiana energetic R sau puterea emisiv a suprafeei unui izvor de radiaii ntr-un punct al su este exprimat prin raportul dintre fluxul energetic emis de o suprafa elementar care cuprinde acel punct i acea suprafa:

dSdR = (6)

ntre radian i strlucire exist relaia: BR = (7) La baza studiului radiaiilor emise de corpurile calde se afl o serie de legi

experimentale descoperite n principal n ultima sut de ani. Legea lui Kirchhoff arat c ntre energia V ce poate fi radiat de un corp i energia

A ce poate fi absorbit de acelai corp, exist un raport care depinde de temperatura absolut i lungimea de und, i nu depinde de natura corpului

( )==== ,2

2

1

1 TfAW

AW

AW

n

nK (8)

Legea Stefan-Boltzmann arat c radiaia corpului negru, adic energia emis n toate direciile de unitatea de suprafee a unui corp n unitatea de timp, este proporional cu puterea a patra a temperaturii absolute:

R = T4 (9) Coeficientul de proporionalitate se mai numete coeficient de radiere al corpului

negru, sau constanta Stefan-Boltzman. n Sistemul Internaional de Uniti, se msoar n:

[ ] 42KmW

SI = Dup determinrile cele mai exacte, are valoarea:

428- 10 672,5

KmW=

Aa cum s-a mai spus, n natur nu exist corpuri absolut negre. Corpurile reale absorb numai o parte din radiaiile incidente i se numesc corpuri cenuii.

Radiana Rc a corpului cenuiu la temperatura T este mai mic dect cea a corpului negru la aceeai temperatur, astfel c legea Stefan-Boltzmann pentru corpurile cenuii se scrie

Rc = T T4 (10)

Mrimea T se numete factor energetic de emisie sau coeficient de nnegrire. Pentru corpurile cenuii (reale), coeficientul T depinde att de temperatur, ct i

de natura materialului, aa cum se arat n tabelul 2: Tabelul 2

Materialul i caracterul suprafeei t, C T Aluminiu lustruit Wolfram Fier lustruit Font lustruit Aur lustruit Sticl neted Ap Lemn de construcie

225 75 230 2230 425 1020

200 225 625

22 0 100

20

0,039 0,057 0,053 0,31 0,144 0,377 0,21 0,018 0,035 0,8 0,9 0,95 0,96 0,8 0,9

Radiaia Rc a unui corp cenuiu la temperatura T poate fi emis i de un corp negru, dar la o temperatur mai mic Tr, numit temperatur de radiaie

Rc = T4r (11) Din relaiile (10) i (11) se deduce c

Tr4 = T T4, sau

4

T

rTT = (12) Cu ajutorul acestei relaii, se calculeaz temperatura real a corpului cald,

cunoscnd temperatura Tr a corpului negru care produce aceeai radian i factorul energetic T al corpului.

Temperatura de radiaie se msoar cu pirometrul cu radiaie total. Legea lui Planck descrie repartizarea energiei radiate de un corp negru nclzit pe

diferitele lungimi de und din spectrul emis. Cnd temperatura corpului negru variaz, se schimb i energia transportat de fiecare radiaie monocromatic.

Legea lui Planck stabilete c radianta spectral R(, T), adic energia emis n tot spaiul de ctre unitatea de suprafa n unitatea de timp corespunztoare unei anumite lungimi de und i temperaturi T, este dat de relaia:

( )1

12, 52

=

kTchc

hcTR (13)

unde c este viteza luminii n vid (c = 2,998 108 m/s), h constanta lui Planck (h = 6,625 10-34 J s), iar k este constanta lui Boltzmann (k = 1,38 10-23 J/K).

Dac se definete strlucirea spectral B(, T) ca intensitatea energetic a unitii de suprafa corespunztoare unei anumite lungimi de und i temperaturi T, ntre aceast mrime i radiana spectral, exist relaia

R(, T) = B(, T) (14) Pentru radiaiile vizibile sau din infraroul apropiat, la temperaturi nu foarte nalte

(pn la la 3000K), se poate neglija la numitorul legii lui Planck (13) unitatea fa de exponenial i rezult

( ) kThc

chcTR

= 2, 5

2

Dac se noteaz C1 = 2c2h ,

khcC =2 ,

se obine ( ) TC

cCTB

=2

51 , (15)

Aceast relaie este cunoscut i sub denumirea de formula lui Wien i permite aflarea temperaturii absolute T a unui corp negru, cnd se cunoate strlucirea spectral corespunztoare radiaiei n spectrul emis.

Pentru corpurile cenuii, strlucirea spectral Bc(, T) este mai mic dect cea a corpului negru i formula lui Wien, se scrie n acest caz

( ) TC

TcCTB

=

2

51

, e , (16)

unde ,T reprezint factorul energetic de emisie corespunztor lungimii de und i temperaturii T. ,T se mai numete i coeficient de radiaie monocromatic.

Se poate spune c la temperatura T, corpul cenuiu produce aceeai strlucire spectral a radiaiei , ca i corpul negru la o temperatur mai joas Ts, numit i temperatur de strlucire.

Dup formula lui Wien, putem scrie

sTC

TC

T eCeC

=

2

51

2

51

,

de unde

= TsTC

T e112

, . Prin logaritmare, se obine n continuare

Ts

nCTT ,2

111 += Constanta C2 are valoarea

23-

8-34

210 38,1

10 2,998 10 625,6==khcC

C2 = 1,439 10-2 mK . De obicei, n msurtori pirometrice se folosete radiaia roie cu

m= 65,0 prin urmare,

TsTT

,log9625111

+= (17)

Dac se determin temperatura de strlucire Ts i se cunoate coeficientul de radiaie monocromatic ,T, se poate afla temperatura real T a corpului cenuiu studiat.

Pentru aflarea temperaturii de strlucire Ts, se compar strlucirea spectral a corpului cenuiu cu aceea a corpului negru, pentru aceeai radiaie .

Compararea strlucirilor spectrale se face cu ajutorul pirometrului optic monocromatic, numit i pirometru cu dispariie de filament.

Legea lui Wien arat c produsul dintre temperatura T a unui corp cald i lungimea de und maxim s a radiaiei emise este constant

sT = const (18) Aceast lege explic variaia culorii (strlucirii) unui corp nclzit. Pe msur ce

temperatura crete, maximul energiei radiate se deplaseaz spre lungimi de und mici (spre ultraviolet), de aceea legea (18) se mai numete legea de deplasare a lui Wien, descoperit n 1893.

Legea lui Wien este o consecin a legii lui Planck, care are semnificaia unei funcii de distribuie a energiei emise de un corp, dup diferite lungimi de und.

Dac se face derivata funciei (17) n raport cu (la o temperatur constant), i se egaleaz cu zero, se obine legea lui Wien

0

11

1525

2

6

2=

+

kThc

kThc

kThc

e

kThcehc

e

hc

965,4 , 51

, === xexe

kThcx x

x

k

hcTkThc

m 965,4 , 965,4 == (19)

mkTm310896,2 =

Aceast relaie reprezint tocmai legea de deplasare a lui Wien (18). Legea tefan-Boltzmann (9) este, de asemenea, o consecin a legii lui Planck. La o temperatur dat, radiana integral se obine prin nsumarea radianei

spectrale dup diferitele lungimi de und (sau frecvene): ( ) ( ) == dRdRR ( )

1

12 , 35

2

==

kTh

echRdcd ,

=0

3

2

1

2 d

ec

hRkTh

dyh

kTdyh

kTkThy === , ,

= =

=1

33

0

3

32

44

1y ,

12

j

jyyy eyee

dyyhcTkR .

Integrnd toi termenii ntre 0 i , se obine 44

32

454

0

3

152 ,

151TT

hckR

edyy

y ===

,

428-

32

45 10 672,5

152

KmW

hck == .

S-a obinut, astfel, legea tefan-Boltzmann (9) enunat mai nainte.

5.3. Pirometrul cu radiaie total Principiul de funcionare const n transformarea energiei radiante n energie

electric prin intermediul unui termocuplu cruia i se cunoate funcia dependenei de temperatur a tensiunii t.e.n. n cazul emisiei corpului negru. Astfel, determinnd tensiunea t.e.n. produs de radiaia termic a corpului studiat, se poate cunoate temperatura Tr a corpului negru corespunztor i mai departe temperatura real T a corpului cu ajutorul relaiei (12).

Energia radiat de corpul a crui temperatur se msoar, este concentrat cu un sistem de lentile pe sudura unui termocuplu pus n legtur cu un galvanometru sensibil sau milivoltmetru, aa cum se vede n figura 3:

Pirometrul este dotat cu un sistem de lentile pirometrice puin absorbante. Sistemul optic este constituit dintr-o lunet de tip Kepler, avnd ca obiectiv o lentil convergent L1 din cristal i ca ocular tot o lentil convergent L2 montat n corpul aparatului. Pentru limitarea fascicolului de radiaii n vederea ncadrrii aparatului pe curba caracteristic de funcionare, n focarul obiectivului este montat o diafragm F. Sistemul electric de msur este format din elementul sensibil (o baterie de termocuple) i placa de borne D. Elementul sensibil este alctuit dintr-o plac de bachelit pe care sunt montate 8 termocuple de cromel + constantan. Pentru msurarea tensiunii t.e.n. la jonciunile calde sunt sudate plcue de platin acoperite cu negru de fum. Aceste plcue absorb aproape n totalitate radiaiile care cad pe ele, apropiindu-se ca proprieti de corpul negru. Sudura cald a elementului sensibil este poziionat astfel nct imaginea corpului incandescent format de sistemul optic, s se formeze pe plcuele de platin i, n acelai timp, privind prin ocular, s se vad o imagine virtual mrit a plcuelor.

Placa de borne separ camera de msur a pirometrului de cutia de borne, realiznd trecerea conductorilor bateriei de termocuple i permind legarea conductorilor de ieire. Pe placa de borne este montat i filtrul de vizare care protejeaz ochii mpotriva radiaiilor, realiznd i etanarea orificiului folosit pentru vizarea obiectului.

Pentru msurarea temperaturilor mai mici de 10000C se folosete filtrul incolor, ntre 1000-1500 filtrul verde i peste 1500 filtrul brun. n condiii grele de lucru

Fig. 3

temperatura ambiant ridicat, aciune direct a flcrii, aparatul este dotat cu dispozitiv de protecie i rcire. Filtrele se monteaz de ctre constructor n funcie de temperatura de folosire a pirometrului.

Pirometrul se etaloneaz n prealabil studiind un corp negru nclzit la o serie de temperaturi fixe din Scara Internaional (temperaturile de solidificare ale unor metale pure).

Temperatura corpului T se afl n funcie de temperatura de radiaie cu relaia (12):

4 T

rTT = Corpul cald studiat n laborator este un cuptor electric care, alimentat la 220 V c.a.,

se poate nclzi pn la 10000C. Din evaluri preliminare s-a gsit c pentru acest cuptor factorul energetic de emisie

T mediu n intervalul 600 10000C are valoarea 75,0=T

Tensiunea t.e.m. se poate msura cu un milivoltmetru poteniometric nregistrator,

sau cu un alt milivoltmetru adecvat. Msurarea unei temperaturi cu pirometrul din laborator (de timpul K 42) se face

apropiind obiectivul su pn la o distan de circa 4 cm de gura cuptorului. Prin urmare obiectivul pirometrului nu se introduce n cuptor!

Se vizeaz prin ocular astfel nct radiaiile s fie corect focalizate pe plcuele de platin. Se citete indicaia milivoltmetrului dup care se afl temperatura de radiaie respectiv cu ajutorul graficului prezentat mai jos. nainte de msurare se va verifica puritatea suprafeelor optice care se vor terge cu grij pentru nlturarea prafului sau a vaporilor de ap condensai.

E,mV t,0C E,mV t,0C 0,28 600 5,87 1150 0,41 650 7,07 1200 0,60 700 8,45 1250 0,83 750 10,00 1300 1,13 800 11,75 1350 1,50 850 13,70 1400 1,95 900 15,90 1450 2,50 950 18,30 1500 3,15 1000 20,97 1550 3,92 1050 23,90 1600 4,83 1100

5.4. Pirometrul optic cu dispariie de filament

Pirometrul cu dispariie de filament este format dintr-un tub optic avnd la un capt lentila obiectiv L1, iar la cellalt lentila ocular L2, aa cum se arat n figura 4. ntre ocular i ochiul observatorului se afl un filtru F pentru lumin roie. n focarul lentilei obiectiv se afl o lamp fotometric (bec) cu incandescen B, alimentat de bateria E. n circuitul de alimentare al bateriei este intercalat reostatul R care modific intensitatea curentului de nclzire a filamentului, deci temperatura acestuia. Intensitatea curentului este msurat de ampermetrul A.

Filtrul F transmite numai o parte din lumina emis de filament i de suprafaa corpului nclzit (cuptorului). Sursa E de alimentare a filamentului este constituit din dou baterii cilindrice uscate de 1,5 V fiecare, montate n corpul pirometrului. Sursa are deci n total 3 V.

Se vizeaz prin ocular suprafaa corpului incandescent studiat i cu ajutorul reostatului se modific intensitatea curentului de nclzire a filamentului, deci strlucirea sa.

Dac strlucirea filamentului este mai mica dect cea a suprafeei studiate, se observ pe un fond luminos imaginea ntunecat a filamentului, figura 5 a.

Fig. 5

Dac strlucirea filamentului este mai mare dect cea a suprafeei incandescente, se observ pe un fond ntunecat imaginea mai strlucitoare a filamentului, figura 5 b.

Dac prin reglarea reostatului strlucirea filamentului devine egal cu cea a suprafeei incandescente, imaginea prii superioare a filamentului (care are o temperatur mai ridicat dect extremitile sale), dispare din cmpul vizual al observatorului. Cu alte cuvinte imaginea filamentului se confund cu cea a suprafeei incandescente, figura 5 c.

Pirometrul cu dispariie de filament se etaloneaz n prealabil cu ajutorul unui corp negru nclzit la diferite temperaturi cunoscute din Scara Internaional. Msurarea acestor temperaturi, pn la temperatura de topire a aurului (1063C), se face cu termocuplul platinrhodiu + platin, iar peste aceast valoare temperatura se calculeaz cu formula lui Planck.

Pentru fiecare temperatur se msoar intensitatea curentului care produce dispariia filamentului, iar pe scala ampermetrului se trece temperatura respectiv a corpului negru, realizndu-se astfel etalonarea.

n acest fel citind indicaiile ampermetrului se afl temperatura de strlucire Ts. Temperatura real T a corpului incandescent se determin cu relaia (17):

9625log11 ,T

sTT+=

Fig. 4

Pirometrul folosit n laborator msoar temperatura pe dou intervale: 7001500C i 12002300C. ntruct cuptorul se nclzete pn la 1200C, se va folosi numai prima scal a pirometrului cu filtrul respectiv.

n general precizia pirometrelor optice este de 20C n intervalul de temperatur 7001500C i de 30C n intervalul 12002300C.

Pirometrele monocromatice au o precizie mai mare dect pirometrele cu radiaie total i de aceea ele au fost adoptate ca instrumente etalon n Scara Internaional pentru temperaturi care depesc 1100C. n schimb pirometrele monocromatice au dezavantajul c nu pot nregistra automat temperatura msurat, iar msurrile respective sunt afectate de erori personale legate de compararea strlucirilor.

n afar de cele dou pirometre prezentate se mai folosesc i altele, cum ar fi pirometrul monocromatic cu celul fotoelectric i pirometrul de culoare.

Modul de lucru Lucrarea const n msurarea temperaturii cuptorului cu termocuplul ntre

temperatura camerei i 500C, cu pirometrul cu radiaie total ntre 6001000C i cu pirometrul cu dispariie de filament ntre 7001000C.

Se confecioneaz un termometru cupru + constantan dup indicaiile date mai nainte.

Se realizeaz montajul indicat n figura 1 a, se conecteaz cuptorul electric la reeaua de 220 V c.a. i se poziioneaz ntreruptorul cuptorului pe indicaia P (pornit).

Se introduce sudura cald a termocuplului n cuptor prin orificiul capacului. Se citesc i se noteaz indicaiile milivoltmetrului din minut n minut, avnd grij s nu fie depit valoarea de 20 mV care corespunde unei temperaturi de 500C. Peste aceast temperatur termocuplul nu trebuie folosit pentru c se degradeaz prin oxidarea cuprului.

Dup scoaterea sudurii calde din cuptor se las n continuare cuptorul s se nclzeasc (cu capacul pus) i dup circa 10 minute temperatura ajunge la 600C.

Se fac msurtori ale temperaturii cu pirometrul cu radiaie total: la milivoltmetrul nregistrator se citete tensiunea t.e.m. iar din graficul existent n referat se afl temperatura. Dup cum s-a spus, aceasta este temperatura de radiaie Tr. Temperatura real T a cuptorului se afl din relaia (12):

4 T

rTT = ncepnd cu 700C se fac msurtori i cu pirometrul cu radiaie total. Se d la o

parte capacul cuptorului i se orienteaz obiectivul pirometrului, de la o distan de 1520 cm, ctre o zon cu strlucire uniform a cuptorului. Pe scala pirometrului n momentul dispariiei filamentului se citete temperatura de strlucire Ts. Temperatura real a cuptorului se afl din relaia (17) din care rezult:

Tss t

TT,log9625

9625

+=

Pentru cuptorul din laborator nu se cunoate coeficientul T, . ntruct n intervalul 7001000C lungimea de und a radiaiei emise nu variaz n limite prea largi, vom considera

75,0, == TT Din tabele rezult: 125,075,0log = ,

astfel nct

s

s TTT

125,096259625= (19)

Msurarea aceleiai temperaturi a cuptorului nu se poate face simultan cu cele dou pirometre, aa c valorile respective n-ar putea fi comparate. Dup cteva exersri ns, msurtorile pot fi fcute repede una dup alta astfel nct s se poat spune c a fost msurat aceeai temperatur real a cuptorului. Din cauza erorilor teoretice i accidentale nici n aceast situaie temperaturile msurate cu cele dou pirometre nu sunt egale. Diferenele trebuie s se ncadreze n limitele a 2030 de grade.

Ca temperatur unic a cuptorului se va considera media aritmetic T a celor dou temperaturi obinute.

Deoarece n intervalul 6007000C temperatura este msurat doar cu pirometrul cu radiaie total, temperatura T va fi evident cea obinut cu acest pirometru.

Se vor face msurtori cu ambele pirometre aproximativ din 40 n 40 de grade, astfel nct s se obin 10 msurtori pentru pirometrul cu radiaie total i 78 pentru pirometrul cu dispariie de filament.

Cu toate datele obinute se va alctui un tabel general de forma:

Termocuplul Pirometrul cu radiaie total Pirometrul cu dispariie de filament

,T

E, mV

T, C

E, mV

Tr, K T, K Ts, K T, K

K

... M

. ..

Corespunztor fiecrei temperaturi T se va calcula lungimea de und maxim m ,

cu relaia (19):

Tm310896.2 = , (n metri).

Se va trasa pe hrtie milimetric graficul dependenei ( )Tfm = , care trebuie s fie o poriune dintr-o hiperbol echilateral.