Research on the Development of Temperature Measurement Techniques using Radiative Methods

A) În cadrul acestei teze s-au prezentat doua modele de constructie a pirometrelor de radiatie totala realizate de autor, unul cu senzor piroelectric si altul cu termobaterie. Masurarile efectuate cu ele au demonstrat ca relatiile
teoretice utilizate în faza de proiectare au fost corecte. Aceste relatii, deosebit de simple si directe, stabilesc legatura care exista între eroarea de termostatare a temperaturii de referinta si eroarea de masurare. Pe baza relatiilor teoretice s-a aratat ca:
Cu cât temperatura masurata este mai mare fata de temperatura de referinta, modificarea temperaturii de referinta se rasfrânge mai putin asupra valorii temperaturii masurate.
Pentru a mentine eroarea de masurare în anumite limite impuse este obligatoriu sa mentinem temperatura de referinta într-o anumita plaja determinata, mai ales în cazul în care temperaturile masurate sunt mici.
Detalierea relatiilor de functionare a detectorului sincron, în regim de semnal acoperit de zgomot, a condus la un set de relatii de proiectare cu ajutorul carora se stabileste foarte rapid legatura cantitativa între largimea de banda a sistemului în diferite puncte si între factorul de îmbunatatire a raportului semnal/zgomot.
Pirometrele de radiatie totala construite au fost calibrate si verificate cu ajutorul unui corp negru, cu o apertura de iesire mare, construit pe baza datelor din literatura . Acesta poate fi utilizat si la alte masurari în care se impune o sursa de radiatie etalon, bineînteles în domeniul de lucru al corpului negru.

B) Un alt tip de pirometru realizat de autor a fost pirometul de raport, în a carui componenta intra si filtre pentru separarea culorilor. Prin metoda analitica dezvoltata s-a reusit calcularea lungimilor de unda efective ale filtrelor utilizate, numai pe baza caracteristicilor tehnice puse la dispozitie de producatorul filtrelor. Acest lucru a permis aprecierea cantitativa a influentei
largimii de banda a filtrului asupra lungimii de unda efective. Rezultatele acestor calcule au fost validate prin masurarile efectuate cu un pirometru de raport proiectat pe baza acestui algoritm de determinare a lungimii de unda efective.
Deoarece lungimea de unda efectiva este dificila de utilizat în relatiile de proiectare ale pirometrului de raport, s-a dezvoltat si utilizat conceptul de lungime de unda de calcul. Metoda propusa pentru determinarea lungimii de unda de calcul se înscrie pe aceeasi linie de determinare a parametrilor de
functionare din fazele preliminare executiei. Spre deosebire de metodele cunoscute, aceasta permite determinarea erorilor de metoda înca din faza de proiectare.
Metoda originala pentru determinarea lungimii de unda de calcul este aplicabila indiferent care este metoda de separare a culorilor folosita si indiferent de metoda de calcul întrebuintata. Aceasta metoda este general valabila în
pirometria de raport descriind mai fidel ceea ce se întâmpla cantitativ în structura unui pirometru. Rezultatele acestor calcule au fost validate prin masurarile efectuate cu un pirometru de raport proiectat pe baza acestui algoritm de
determinare a lungimii de unda de calcul.
O problema de mare interes, abordata pe parcursul tezei, a fost cea a mentinerii preciziei masurarilor efectuate cu ajutorul pirometrului de raport. În acest sens s-au determinat restrictiile referitoare la partea optica a pirometrului.
Nerespectarea acestor restrictii conduce la cresterea erorilor de masurare în anumite situatii.
S-au verificat de asemenea diferentele care apar între performantele estimate în faza de proiectare si performantele determinate în urma masurarilor efectuate pentru calibrare. Se constata ca exista diferente între performantele teoretice si cele experimentale. Aceste diferente sunt mai mici în situatia în care se utilizeaza conceptul propriu de lungime de unda de calcul decât în cazul în care se întrebuinteaza pentru estimari lungimile de unda de maxim ale filtrelor folosite. Aceste abateri consider ca se datoreaza pe de o parte aproximarii utilizate pentru caracteristica filtrelor interferentiale si pe de alta parte
neliniaritatii detectorilor fotonici functie de lungimea de unda.
Se apreciaza ca cercetarea efectuata, prin rezultatele obtinute, deschide si alte oportunitati de studiu în viitor cum ar fi dezvoltarea unei teorii unitare pentru pirometrele spectrale care utilizeaza mai multe lungimi de unda pentru masurare.