Описание измерительного блока
Термометр ”Raynger” представляет собой радиационный пирометр для дистанционного измерения температуры. Принцип действия основан на измерении интегральной плотности излучения тел в ИК области спектра. Излучение тел проходит через оптическую систему прибора, поглощается его приемной частью и преобразуется в значение температуры. Индикация этих значений осуществляется в цифровой или графической форме на жидкокристаллическом дисплее или выводится на экран ПЭВМ.
Для проведения измерений, целью которых является получение зависимости Т=f() в данной точке исследуемой поверхности, необходимо запустить программу «Data Temp MX».
При этом откроется окно (рис. 1)
Рис. 1. Окно программы записи температуры, измеренной пирометром и термопарой
Кнопкой «начать/остановить измерение» начать измерение температуры с помощью пирометра (график красного цвета) и эталонной термопары (график синего цвета). Кнопкой «начать/остановить запись» начать регистрацию и запись температуры в таблицу.
Проведя необходимые измерения, остановить процесс регистрации данных повторным нажатием кнопки «начать/остановить запись». В пункте меню «Файл» выбрать команду «Экспорт», которая перешлет полученные экспериментальные данные в файл, имя и путь которого указывает пользователь (рис. 2). (Путь к файлу по умолчанию: c:/Program Files/Raytek/Data Temp MX/Data/имя файла).
Рис. 2. Окно пользовательской программы сохранения файла с числовыми данными
Сводная таблица измеряемых температур выглядит следующим образом (рис. 3):
Рис. 3. Окно файла, содержащего таблицу результатов измерения температур
Сохраненные результаты могут быть экспортированы для дальнейшей обработки и расчетов.
Используемый в лабораторной работе двухкоординатный стол на линейных шаговых двигателях позволяет осуществлять двумерное сканирование по координатам x и y поля размером 196х196 мм2. Минимально возможное перемещение по обеим координатам составляет 200 нм, что позволяет применять стол не только для исследования двумерных температурных полей, но и решения теплофизических задач.
Управление двухкоординатным столом осуществляется с помощью специального блока, связанного через последовательный порт с персональным компьютером. Разработанная пользовательская программа позволяет одновременно управлять процессом сканирования и считывать данные с пирометра. В главном окне (рис. 4) программы пользователем задаются размер области сканирования, шаг сканирования, а также исследуемый материал (коэффициент излучения которого программе известен).
Рис. 4. Скриншот пользовательской программы для работы с
двухкоординатным столом и пирометром (окно после загрузки программы)
Меню “Настройки” (рис. 5) позволяет дополнительно изменять скорость сканирования, направление “змейки” сканирования, длительность задержки в каждой точке, включать/выключать режим дополнительного измерения температуры термопарой. Некоторые пункты меню, отмеченные звездочкой, могут быть изменены только при введении пароля. Это связано с тем, что неправильное задание некоторых параметров может привести к некорректной работе измерительной системы. В частности, не рекомендуется устанавливать скорость движения стола более 100 условных единиц.
Рис.5. Скриншот меню “Настройки” пользовательской программы для работы
с двухкоординатным столом и пирометром (окно после загрузки программы)
Для начала сканирования следует нажать кнопку “Старт”, которая становится активной лишь после возвращения стола в исходное положение (это достигается нажатием кнопки “ИП”). Процесс сканирования может быть приостановлен (кнопка “Пауза”), после чего возобновлен (“Продолжить”) или же прекращен (“Стоп”).
Результаты измерения отображаются на экране монитора (рис. 6) и могут быть по желанию пользователя записаны в файл в виде совокупности значений (Ti , xi, yi), как показано на рис. 7. Для этого следует нажать на кнопку “Результаты”.
Рис. 6. Скриншот пользовательской программы для работы с
двухкоординатным столом и пирометром (окно в процессе работы программы)
Рис. 7. Скриншот файла, содержащего результаты измерений распределения температуры.
Если возникает необходимость провести измерение временной зависимости температуры в некоторой точке, следует выполнить следующие действия: перевести двухкоординатный стол в необходимое положение, прекратить его движение, в меню “Настройки” снять галочку в поле “Пирометр”, после чего запустить программу «Data Temp MX» и работать с ней.