Do przeprowadzania pomiaru temperatury ciekłego żeliwa w sposób bezkontaktowy należy użyć
A. czujnika z termoparami PtRh-Pt.
B. pirometru.
C. dylatometru.
D. czujnika z termoparami Fe-CuNi.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2020 (arkusz M.37-SG-20.01).
Do bezkontaktowego pomiaru temperatury ciekłego żeliwa używa się pirometru, najczęściej optycznego albo podczerwieni. Taki przyrząd nie musi dotykać metalu, tylko mierzy promieniowanie cieplne emitowane przez powierzchnię ciekłego stopu. To jest bardzo ważne w odlewni, bo ciekłe żeliwo ma zwykle temperaturę rzędu około 1 350-1 500 °C, więc wkładanie zwykłego czujnika w kąpiel metalową bywa kłopotliwe, zużywa końcówki pomiarowe i może być niebezpieczne. Pirometr pozwala szybko sprawdzić temperaturę w kadzi, piecu albo podczas zalewania formy, o ile dobrze ustawimy emisyjność i celujemy w czystą powierzchnię metalu, a nie w żużel czy dym. Moim zdaniem to jeden z tych przyrządów, które w praktyce odlewniczej bardzo ułatwiają kontrolę procesu. Dobra praktyka to regularne wzorcowanie pirometru, najlepiej w systemie jakości z odniesieniem do ISO/IEC 17025, oraz porównywanie wskazań z pomiarem kontaktowym, gdy technologia tego wymaga. Temperatura zalewania wpływa na płynność metalu, wypełnienie formy, skurcz, strukturę żeliwa i ryzyko wad, więc taki pomiar nie jest tylko formalnością, ale realnie decyduje o jakości odlewu.
W tym pytaniu łatwo pomylić sam fakt mierzenia wysokiej temperatury z wymaganiem pomiaru bezkontaktowego. Termopary Fe-CuNi, znane w praktyce jako układy typu J, pracują jako czujniki kontaktowe. Nadają się do wielu pomiarów przemysłowych, ale nie są typowym rozwiązaniem do bezpośredniego pomiaru ciekłego żeliwa, bo zakres temperatur i warunki kąpieli metalowej są dla nich zbyt ostre. Poza tym termopara musi mieć kontakt z badanym ośrodkiem albo z osłoną zanurzoną w nim, więc nie spełnia warunku bezkontaktowości. Termopary PtRh-Pt, czyli platynowo-rodowe, są już znacznie bardziej odporne na wysoką temperaturę i rzeczywiście spotyka się je przy pomiarach ciekłego metalu, często w jednorazowych sondach zanurzeniowych. Nadal jednak jest to pomiar kontaktowy, bo końcówka pomiarowa musi wejść do ciekłego stopu. To daje dokładny wynik, ale wymaga zużycia sondy, zachowania BHP i odpowiedniej techniki zanurzenia. Dylatometr natomiast służy do badania rozszerzalności cieplnej materiałów, czyli zmian wymiarów próbki przy ogrzewaniu lub chłodzeniu. To przyrząd laboratoryjny, a nie narzędzie do kontroli temperatury ciekłego żeliwa w piecu czy kadzi. Typowy błąd myślowy polega na tym, że kojarzy się nazwę przyrządu z temperaturą ogólnie, ale nie sprawdza się, czy mierzy on temperaturę wprost i czy robi to bez kontaktu. W odlewni, gdy trzeba szybko i z pewnej odległości ocenić temperaturę metalu, właściwym wyborem jest pirometr, oczywiście używany zgodnie z instrukcją, z poprawką na emisyjność, żużel i warunki otoczenia.