on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 43 гостя.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Пирометр.

Пирометры, приборы для измерения температуры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптическом диапазоне спектра (изобретен П.В. Мушенбруком). Тело, температуру которого определяют при помощи Пирометра, должно находиться в тепловом равновесии и обладать коэффициентом поглощения, близким к единице.
 Применяют яркостные, цветовые и радиационные пирометры. Широко распространены яркостные пирометры, обеспечивающие наибольшую точность измерений температуры в диапазоне 103 − 104 К.


 В простейшем визуальном яркостном пирометре с исчезающей нитью объектив фокусирует изображение исследуемого тела на плоскость, в которой расположена нить (ленточка) специальной лампы накаливания. Через окуляр и красный фильтр, позволяющий выделять узкую спектральную область около длины волны λэ = 0,65 мкм, нить рассматривают на фоне изображения тела и, изменяя ток накала нити, добиваются, чтобы яркости нити и тела были одинаковыми (нить становится неразличимой на фоне тела). Шкалу прибора, регистрирующего ток накала, градуируют обычно в °С или К, и в момент выравнивания яркостей нити и тела прибор показывает так называемую яркостную температуру (Тb) тела. Истинная температура тела Т определяется на основе законов теплового излучения Кирхгофа и Планка по формуле:

где c2 = 0,01488 м•К (т. н. 2-я постоянная излучения), αλ,T − коэффициент поглощения тела, λэ − эффективная длина волны пирометра.
 Точность результата в первую очередь зависит от строгости выполнения условий пирометрических измерений (коэффициент поглощения αλ,T близок к значению абсолютно чёрного тела (к единице) и других).
 Для выполнения этих условий обычно наблюдают излучение, выходящее из полости с небольшим выходным отверстием, имитирующим абсолютно чёрное тело. Основная инструментальная погрешность обусловлена нестабильностью температурной лампы. Заметную погрешность могут вносить также индивидуальные особенности глаза наблюдателя.
 У фотоэлектрических пирометров этот вид погрешности отсутствует. Погрешность образцовых лабораторных фотоэлектрических пирометров не превышает сотых долей К при Т ~ 1000 К. Образцовые яркостные пирометры приняты в качестве основных интерполяционных приборов, определяющих Международную практическую температурную шкалу (МПТШ-68) при температурах выше точки затвердевания золота (1064,43°С).
 Для измерения температуры тел, у которых коэффициент α постоянен в оптическом диапазоне спектра, применяют цветовые пирометры. Этими пирометрами определяют отношение яркостей

обычно в синей и красной областях спектра (например, для длин волн λ1 = 0,48 мкм и λ2 = 0,60 мкм). Шкала прибора градуирована в °С и показывает цветовую температуру Тс. Истинная температуpa Т тела определяется по формуле:

 Точность цветовых пирометров ниже, чем у яркостных.
 Наиболее чувствительны (но и наименее точны) радиационные пирометры, или пирометры суммарного излучения, регистрирующие полное излучение тела. Действие их основано на законе излучения Стефана − Больцмана и законе излучения Кирхгофа. Объектив радиационного пирометра фокусирует наблюдаемое излучение на приёмник (обычно термостолбик или болометр), сигнал которого регистрируется прибором, калиброванным по излучению абсолютно чёрного тела и показывающим радиационную температуру Тr. Истинная температура тела определяется по формуле:

где αT − полный коэффициент поглощения тела. Радиационным пирометром можно измерять температуру начиная с 200 °С. В промышленности этот пирометр широко применяют в системах контроля и управления температурными режимами разнообразных технологических процессов.