KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 33.
Pomiar temperatury wirujących łopat sprężarki przepływowej możliwy jest przy użyciu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Temperaturę wirujących łopat mierzy się bezkontaktowo, ponieważ montaż czujnika na elemencie obracającym się jest trudny i niebezpieczny. Pirometr mierzy temperaturę na podstawie promieniowania cieplnego (najczęściej IR). Termistor wymaga kontaktu, tensometr mierzy odkształcenia, a manometr ciśnienie.

Pełne wyjaśnienie:

Pomiar temperatury wirujących łopat sprężarki przepływowej w czasie pracy zwykle wymaga metody bezkontaktowej. Element wiruje z dużą prędkością, jest obciążony mechanicznie i bywa gorący, więc doprowadzenie przewodów, trwały montaż czujnika kontaktowego oraz zapewnienie niezawodnego styku są w praktyce bardzo utrudnione (a często zwiększają ryzyko awarii).

Odpowiedź "pirometru" jest właściwa, ponieważ pirometr (termometr promieniowania) wyznacza temperaturę z energii promieniowania emitowanego przez powierzchnię obiektu, najczęściej w podczerwieni. Dzięki temu można mierzyć temperaturę szybko i na odległość, pod warunkiem zachowania linii widzenia oraz poprawnego uwzględnienia emisyjności i wpływu otoczenia (np. odbić, dymu, okienek ochronnych).

Pozostałe propozycje dotyczą innych zasad pomiaru albo innych wielkości:

  • "termistora" – to rezystor zależny od temperatury, ale typowo działa jako czujnik kontaktowy, wymagający umieszczenia na/ w obiekcie oraz doprowadzenia połączeń elektrycznych; na wirujących łopatach jest to zwykle niepraktyczne.
  • "tensometra" – służy do pomiaru odkształceń/naprężeń (zmian długości), a nie temperatury; może być używany w diagnostyce mechanicznej, lecz nie zastępuje termometru.
  • "manometru" – mierzy ciśnienie (np. w układach pneumatycznych/hydraulicznych), więc nie jest przyrządem do pomiaru temperatury łopatek.

W zadaniach egzaminacyjnych kluczowe jest rozpoznanie, że dla szybko wirujących elementów maszyn najczęściej wybiera się czujniki optyczne/IR, bo minimalizują ingerencję w obiekt i ułatwiają bezpieczny pomiar.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pirometr to przyrząd do bezkontaktowego pomiaru temperatury, najczęściej na podstawie promieniowania podczerwonego emitowanego przez obiekt. Stosuje się go tam, gdzie kontaktowy czujnik byłby trudny do zamocowania lub mógłby ulec uszkodzeniu (np. elementy wirujące, bardzo gorące, pod napięciem).
Termistor zwykle wymaga kontaktu z mierzonym elementem i doprowadzenia przewodów. Na wirujących łopatach oznacza to problemy z mocowaniem, wpływ sił odśrodkowych, ryzyko urwania przewodów i zakłócenia pracy sprężarki. Dlatego w praktyce preferuje się pomiar optyczny (pirometr).
Czujnik IR odbiera promieniowanie cieplne emitowane przez powierzchnię obiektu i przelicza je na temperaturę. Dokładność zależy m.in. od emisyjności materiału, odległości, pola widzenia oraz zakłóceń (para, pył, odbicia). Właściwy dobór ustawień jest kluczowy.
Emisyjność opisuje, jak skutecznie dana powierzchnia emituje promieniowanie cieplne w porównaniu do ciała doskonale czarnego. Jeśli emisyjność jest źle ustawiona w pirometrze, wynik temperatury może być istotnie zaniżony lub zawyżony, szczególnie dla powierzchni błyszczących i metalicznych.
Tensometr jest przeznaczony do pomiaru odkształceń (naprężeń) i wprost nie mierzy temperatury. W praktyce tensometry mogą mieć wpływ temperaturowy na wskazania, ale to zjawisko traktuje się jako błąd wymagający kompensacji, a nie jako metodę pomiaru temperatury.
Manometr mierzy ciśnienie gazu lub cieczy. W mechatronice spotkasz go np. w pneumatyce i hydraulice do diagnostyki zasilania, kontroli pracy sprężarki zasilającej instalację, regulacji ciśnień roboczych czy wykrywania spadków ciśnienia. Nie służy do pomiaru temperatury.
Najczęstsze błędy to: zła emisyjność, pomiar zbyt małego obiektu względem plamki pomiarowej, zakłócenia przez dym/pył/szybkę, odbicia od powierzchni błyszczących oraz wybór niewłaściwego zakresu. W maszynach wirujących dochodzi też problem zmiennego kąta widzenia.
Pomiar kontaktowy (np. termistor, termopara) wybiera się, gdy czujnik da się stabilnie zamontować i nie przeszkadza on w pracy obiektu. Pomiar bezkontaktowy (pirometr) stosuje się, gdy obiekt jest gorący, szybko się porusza, jest trudno dostępny albo kontakt z czujnikiem mógłby być niebezpieczny.
Dobór obejmuje: wymagany zakres temperatur, czas odpowiedzi (dynamika), optykę (odległość i średnica plamki), możliwość ustawienia emisyjności, odporność na warunki (wibracje, pył), sposób montażu i celowania. W praktyce ważne jest też stabilne "okno" obserwacji obiektu.
Ucz się przez porównanie: co mierzy dany czujnik, czy jest kontaktowy, jakie ma ograniczenia montażowe i środowiskowe. Dla zadań o elementach wirujących zapamiętaj zasadę: ruch + trudny dostęp często oznacza metody optyczne/IR. Ćwicz rozróżnianie temperatury, ciśnienia i odkształceń.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Temperaturę wirujących łopat mierzy się bezkontaktowo, ponieważ montaż czujnika na elemencie obracającym się jest trudny i niebezpieczny."

Źródła:

  • R. Fraden, "Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications", 5th Edition, rozdziały dotyczące pomiaru temperatury i termometrii promieniowania (pyrometry).
  • J. P. Holman, "Experimental Methods for Engineers", rozdział o pomiarach temperatury, w tym czujniki kontaktowe vs metody bezkontaktowe (radiation pyrometers).
  • NIST, Engineering Metrology Toolbox – Radiation Thermometry (Radiation Temperature Measurement), https://www.nist.gov/pml/engineering-metrology-toolbox (dostęp do działów o termometrii promieniowania) - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki z metrologii i czujników w mechatronice (działy: pomiar temperatury, czujniki IR)
  • Instrukcje producentów pirometrów (zasady doboru, emisyjność, odległość–plamka pomiarowa)
  • Materiały o termometrii promieniowania (radiation thermometry) i błędach pomiaru

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego