đo lường nhiệt bằng phương pháp gián tiếp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.49 MB, 39 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ
ĐỀ TÀI 5: ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG PHƯƠNG
PHÁP KHÔNG TiẾP XÚC
GVHD :NGUYỄN THỊ MINH TRINH
1
THÀNH VIÊN NHÓM:
1. TRẦN TiẾN
21103608
2. NGUYỄN HỮU QUÝ
21102839
3. HỒ VĂN TRỌNG
21103836
4 . BÙI NGỌC DƯƠNG
21100656
2
SƠ LƯỢC VỀ NHIỆT ĐỘ VÀ CÁC THANG ĐO
PHƯƠNG PHÁP
ỨNG DỤNG
3
Khái niệm nhiệt độ:
- Nhiệt độ là tính chất vật lý của vật chất hiểu nôm na
là thang đo độ "nóng" và "lạnh". Vật chất có nhiệt độ
cao hơn thì nóng hơn
- Nhiệt độ là một thông số quan trọng liên quan đến
nhiều lĩnh vực trong đời sống
4
- Hiện nay với sự tiến bộ của khoa học và kĩ thuật. Các dụng
cụ đo nhiệt độ ngày càng được cải tiến hiện đại hơn, chính
xác hơn và phạm vi hoạt động cũng rộng hơn rất nhiều
5
Thang đo:
Có 2 loại thang đo là độ C và K
-Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn
vị kelvin, kí hiệu là K . Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều
nước, nó được đo bằng độ C (1 độ C trùng 274,15 K )
(Chú thích : 1 độ C bằng 1 K,, hai thang đo này cùng mức
chia, chỉ có vạch xuất phát cách nhau 273.15 độ
thôiKelvin",...).
-Trong đời sống ở nước Anh, Mỹ và một số nước, nó được
đo bằng độ F (1 độ F trùng 255,927778 K)
(xin chú thích : ⁰F = (1,8 x ⁰C) + 32, hay 1 độ C bằng 1.8 độ F,
nhưng mức xuất phát thang đo khác nhau, tính ra nhiệt độ
cơ thể người khoảng hơn 98 ⁰F).
6
7
Clip về một số máy đo nhiệt độ gián tiếp
8
A.PP HỎA QUANG KẾ MÀU SẮC
Nguyên lý hoạt động:
Hỏa quang kế màu sắc là dụng cụ đo nhiệt độ dựa trên
phương pháp đo tỉ số cường độ bức xạ của hai ánh sáng
có bước sóng khác nhau λ1 và λ2
Năng lượng thu được
Suy ra:
9
Và giá trị nhiệt độ T có thể tìm được theo ĐL Plank:
Trong đó
T: Nhiệt độ tuyệt đối
C1 = 0,374.10-15 Wm2
C2 = 1,44.10-2 moK
ε: Độ đen
λ: Bước sóng
10
Sơ đồ nguyên lý của hỏa quang kế màu sắc
dùng tế bào quang điện
A: Vật cần đo 1: Thấu kính hội tụ 2: Đĩa điều chỉnh
3: Động cơ 4: Tế bào quang điện 5:Bộ khuyếch đại
6: Thiết bị điều chỉnh 7: Bộ chỉnh lưu pha 8: Bộ chuyển
mạch 9: Bộ chia
11
Nguyên lý làm việc:
- Cường độ bức xạ từ đối tượng đo A qua hệ thấu kính 1 tập
trung ánh sáng trên đĩa 2. Đĩa này quay quanh trục nhờ
động cơ 3.
- Sau khi ánh sáng qua đĩa 2 đi vào tế bào quang điện 4, trên
đĩa khoan một số lỗ, trong đó một nửa đặt bộ lọc ánh sáng
đỏ còn nửa kia đặt bộ lọc ánh sáng xanh.
- Khi đĩa quay tế bào quang điện lần lượt nhận ánh sáng đỏ
và xanh với tần số nhất định tùy theo tốc độ quay của động
cơ. Dòng quang điện khuếch đại nhờ bộ khuếch đại 5 sau
đó đưa vào bộ chỉnh pha 7.
12
-Nhờ bộ chuyển mạch 8 tín hiệu được chia thành hai thành
phần tùy theo ánh sáng vào tế bào quang điện là xanh hay đỏ.
Hai tín hiệu này được đo bằng bộ chia 9.
-Tùy theo cường độ bức xạ của đối tượng đo, độ nhạy của
khuếch đại được điều chỉnh tự động nhờ thiết bị 6.
- Bộ chia này thường là logomet từ điện, góc quay của nó tỉ lệ
với nhiệt độ đo và bộ chuyển mạch là các role phân cực, làm
việc đồng bộ với đĩa quay, nghĩa là sự chuyển mạch của khung
logomet xảy ra đồng thời với sự thay đổi bộ lọc ánh sáng mà
dòng bức xạ đặt lên tế bào quang điện
13
Các tín hiệu ra điển hình của hỏa quang kế màu
sắc dùng tế bào quang điện
a, Tín hiệu điều khiển phụ tải ở tế bào quang điện
b, Tín hiệu ở đầu ra của khuếch đại
14
Ưu điểm:
-Trong quá trình đo không phụ thuộc vào khoảng
cách từ vị trí đo đến đối tượng đo
- không phụ thuộc vào sự bức xạ của môi trường
Nhược điểm:
Phức tạp
15
B.PP HỎA QUANG KẾ PHÁT XẠ
•
16
CẤU TẠO :
• 1 - ống kim loại mỏng
• 2 – nhiệt điện trở
• 3 – gương lõm
• 4 – hộp chắn 4
• 5 – những đường rãnh
• 6 – tấm kính thủy tinh hữu cơ trong suốt
17
• Chùm tia phát xạ được gương lõm phát xạ hội tụ trên nhiệt điện trở 2 và đốt nóng nó.
• Để tránh các tia phản xạ từ thành ống bên trong và nhiệt điện trở người ta gia công
them những đường rãnh 5.
• Nhiệt điện trở được đặt trong hộp chắn 4.
• Để bảo vệ mặt trong của hỏa quang kế phải sạch, phía đầu ống được gắn tấm kính
thủy tinh hữu cơ trong suốt 6.
• Nhiệt điện trở được mắc vào một nhánh cầu tự cân bằng cung cấp từ nguồn điện
xoay chiều tần số 50Hz
18
ƯU ĐIỂM :
-Đo được nhiệt độ tương đối thấp từ 20- 1000 c
NHƯỢC ĐIỂM :
•
19
C .PP HỎA QUANG KẾ CƯỜNG ĐỘ SÁNG
• Sơ lược về PP:
• Dựa vào năng lượng do một vật hấp thụ người ta có thể biết
được nhiệt độ của vật bức xạ nếu biết được các quan hệ giữa
chúng
• Người ta có thể đo nhiệt độ bằng cách sử dụng các định luật bức
xạ nhiệt.
• Công thức :
• Trong thực tế khi đo nhiệt độ T dưới 3000 độ C với bước sóng
trong khoảng 0,40µm < λ < 0,70µm
20
• Nếu T < 3000 oK và λ .T < 0,3 cm.K thì sử dụng
công thức trên là khá chính xác. Định luật StefanBoltzman
• Nguyên lý :
• ứng dụng định luật bức xạ toàn phần của Boltzman
21
22
CẤU TẠO
Cấu tạo của hỏa quang kế cường độ sáng có bộ chắn quang học.
• 1 – kính vật
• 2 – bộ lộc ánh sáng
• 3 – bộ chắn quang học
• 4 – bộ lộc ánh sáng đỏ
• 5 – thị kính
• 6 – sợi đốt của bóng đèn chuẩn
• 7 – thang đo
• 8 – đối tượng đo
23
• Chùm tia phát xạ được kính hội tụ trên tấm nhận bức xạ (nhiệt
điện trở) và đốt nóng nó. Nhiệt điện trở được mắc vào một nhánh
cầu tự cân bằng cung cấp từ nguồn điện xoay chiều tần số 50 HZ
• Nhiệt độ đo được của vật Tđ bao giờ cũng nhỏ hơn nhiệt độ tính
tóan Tt
• Theo định luật Stefan-Boltzman:
• εT - hệ số bức xạ tổng xác định tính chất của vật và nhiệt độ của
nó.
• Khoảng đo từ 1800C đến 3500C.
24
Dụng cụ tự cân bằng : ngoài phương pháp và dụng cụ nói trên người ta
còn dùng dụng cụ tự cân bằng.
25
