Спосіб визначення температури однорідно нагрітої рухомої частки

Спосіб визначення температури однорідно нагрітої рухомої частки, згідно з яким температуру 3 48612 4 212096). Метод ґрунтується на визначенні розповипромінювальну здатність частки) відомим з фоділу температури яскравості по довжині тонкої тометрії способом визначають через яскравість нитки карбіду кремнію за допомогою комп'ютерної зображення. З вище переліченого слідує вираженобробки цифрового зображення. Як реперну крапня, яке використовують для визначення темпераку використовують температуру центральної зони тури частки: нитки, визначеної по розподілу енергії в спектрі t1 оптичного випромінювання за допомогою спектроJt1 M( , T1 ) f1( ) f2 ( )d 1 2 метра. Даний метод не дає можливості визначенK1 N2 N1 0 ня температури однорідно нагрітої рухомої частки. (3) N1 Jt 2 Завдання, на вирішення якого направлена t2 M( , T2 ) f1( ) f2 ( )d 2 N3 пропонована корисна модель, полягає в створенні K2 2 0 доступного способу визначення температури од, норідно нагрітої рухомої частки, яке досягається за де: Т2 - температура частки; Т1 - температура рахунок нового технічного ефекту обчислення ясктемпературної лампи; t1 - час експозиції темпераравості частки діленням суми яскравостей піксетурної лампи; t2 - час експозиції трека; - довжина лів, з яких складається зображення трека, на чисхвилі випромінювання; 1 , 2 - коефіцієнт сірості ло пікселів зображення нерухомої частки, знятої фольги температурної лампи і частки, відповідно; при тих же параметрах зйомки, що й трек. Він доK1 - значення діафрагми при експозиції темперасягається пропонованим способом, який здійснютурної лампи; K2 - значення діафрагми при експоється таким чином. З використанням вузькосмугозиції трека частки; N1 - кількість пікселів зображенвого фільтру отримують зображення ня температурної лампи; N2 - кількість пікселів вимірювальної температурної лампи і трека рухозображення нерухомої частки; Ji1 - оцифрована мої частки, потім обчислюють яскравість їх зобраго жень у відповідному редакторові зображень. При яскравість і пікселя зображення температурної го цьому обчислюють яскравість для частки так, як лампи; Ji2 - оцифрована яскравість і пікселя зосказано вище. Температуру обчислюють, викорисбраження трека; N3 - кількість пікселів зображення товуючи відношення яскравостей вимірювальної трека. температурної лампи і частки, яке дорівнюють В діапазоні температур 2500К - 5000К з виковідношенню відомих функцій їх температур. ристанням формули Віна, практичної незалежності Випромінювання (з використанням відомого випромінювальної здатності від довжини хвилі у чакону теплового випромінювання), яке реєструвузькому діапазоні пропускання фільтру вираженють цифровою камерою у вузькому спектральному ня (3) спрощується, і температура тіла розраховуінтервалі, який відрізняється тим, що випромінюють з вираження вання частки обчислюють по інтегральній яскраво1 сті зображення трека частки, зафіксованого за Ji1 відомий час, віднесеною до площі зображення 2 t 2 K1 N2 N1 1 k нерухомої частки. (4) T2 ln 2 T1 hc t1 K 2 N1 Яскравість зображення тіла А, як випливає із Ji2 1 законів випромінювання і фотометрії, пропорційна N3 , часу експозиції t, інтегралу добутку випромінюваде: h - постійна Планка; c - швидкість світла; k льної здатності тіла M( T) (закон Планка), коефіці- постійна Больцмана; єнту сірості тіла та пропускної здатності викорисТочність визначення температури найбільшою товуваного фільтра f1( ), фільтра ПЗЗ f2( )і мірою залежить від помилки у виборі коефіцієнта обернено пропорційна квадрату значення діафрасірості і, для типової точності табличного значення гми K останнього, складає близько 7К - 20К в діапазоні температури частки 1000К - 2500К. 1 A P M( , T ) f1( ) f2 ( )d (1) Комплект устаткування для реалізації запро2 K понованого способу включає: цифрову камеру з 0 , підтримкою формату ROW (ціна близько 2000 де: P - коефіцієнт пропорційності, який харакгрн.), температурну лампу (100 грн.), вузькосмуготеризує перерахунок фотонів, що формують зовий інтерференційний фільтр (550 грн.). браження, в цифрове визначення яскравості. З Елементи запропонованої корисної моделі будругого боку, оцифрована яскравість зображення ли використані при виконанні дипломних робіт J1 студентами кафедри теплофізики ОНУ (2) ім.І.І.Мечникова «Визначення температури, заряду N A і швидкості руху частин вольфраму», "Визначення N , температури металевих частин, що рухаються у де: N - кількість пікселів зображення тіла; Ji го високотемпературному потоці». При цьому темпеоцифрована яскравість і пікселя зображення. ратура металевих частин, які рухалися і мали поДля знайдення температури частки порівнючаткову температуру біля 5000 К, визначалася при ють яскравості вимірювальної температурної ламуловлюванні частини у мікрокалоріметр (далі часпи, температура котрій звісна, та рухомої частки. тина рухатись вже не могла і процес остигання При цьому для знайдення яскравості частки викообривався, що не давало змоги вивчити процес ристовують факт рівності кількості фотонів, що повністю, окрім того, точність такою способу виприйшли від нерухомої частки і від рухомої частки значення температури нерухомої частини, яка виза один і той же час. Ця кількість фотонів (а отже, 5 48612 6 лучена з вивчаємого процесу, невелика за рахунок нко О.А., Гордов А.Н., Еремина А.К. и др. - Киев: процесів випару) і за допомогою цифрового фотоНаук, думка. 1989.-704с,: Таблицы физических графування частин, які заздалегідь уловлювалися величин. Справочник./ Под ред. ак. Кикоина И. К.на відповідну поверхню. Обробка зображень і розМ.: Атомиздат. 1976.- 1008 с). При внесенні метарахунок температури вироблявся в середовищі левої перешкоди до зони руху часток, де їх обчисMathlab. В результаті вказаних і подальших робіт лена температура (1870 К) була вища за темперабуло показано, що пропонований спосіб, на відмітуру плавлення металу електроду (близько 1812 ну від прототипу, може застосовувалися для виК) частки розплющувалися, що свідчило про те, значення температури однорідно нагрітої рухомої що вони знаходяться в рідкому стані, а отже, їх частки. Розробник приймає заходи для широкого температура вища за температуру плавлення елевпровадження корисної моделі, оскільки вона дає ктроду (близько 1812 К), що підтвердило розрахуможливість досить просто вимірювати температунок. При внесенні перешкоди до зони, де обчислеру рухомих чаєчок в різних наукових і промислових на за формулою (1) температура (1746 К) часток застосуваннях. була нижча за температуру плавлення при ударі Можливість здійснення винаходу, що заявляоб перешкоду частки не деформувалися, що свідється, показано наступними прикладами. чило про те, що їх температура нижча за темпераПриклад 1 туру плавлення металу електроду. Можливо зроДля визначення температури крапель метала бити вивід, що з точністю до 35 К температура (розміром біля 500мкм), які утворюються при елекчасток розрахована вірно. трозварюванні (в результаті плавлення зварюваПриклад 2 льного електроду - далі електроду), вироблялися При дослідженні горіння металевого палива фотознімки вимірювальної температурної лампи і, вимірювалася температура часток алюмінію та через обтюратор (зроблений з приводу жорсткого окислу алюмінію (з середнім розміром часток блидиска комп'ютера, який має високо стабілізовану зько 10мкм) в стехіометричне полум'я (таке полукварцовим резонатором швидкість обертання м'я не випромінює в області пропускання фільтру) 5762об./хвил.), рухомих часток розплавленого мекиснево - пропанового пальника. Звісно, що із-за тала. Фольга вимірювальної температурної лампи малих розмірів часток їх температура в кожній мала температуру 2000К. На фотознімках вибираточці траєкторії практично дорівнює температурі лося зображення вимірювальної частини фольги полум'я, тому знаючи температуру часток можна (ділянка, лежача напроти металевого покажчика визначити температуру полум'я і навпаки. Темпеусередині лампи, - згідно інструкції до лампи) темратура часток визначалася як в прикладі 1 і змінюпературної лампи і частки. У середовищі Mathlab валася у вибраній ділянці полум'я від 1200 К до здійснювалося оцифровування яскравості зобра1700 К. Та ж ділянка полум'я сканувалася вольфження і підрахунок числа пікселів, яскравість яких рам-ренієвою термопарою, яка у відповідних крапвимірювалася. Отримані дані підставлялися у фоках з точністю до 50 К показала ті ж значення, що і рмулу (1), по якій здійснювалося обчислення темпри визначенні запропонованим способом. ператури часток. Значення коефіцієнтів, які вхоТаким чином, цей спосіб є новим і придатним дять у формулу (1) бралися з довідників для промислового застосування. (Температурные измерения. Справочник/ Гераще Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601