Пирометры полного излучения, или радиационные пирометры.
Эти пирометры основаны на зависимости от температуры интегральной мощности излучения АЧТ во всем диапазоне длин волн, определяемой законом Стефана - Больцмана:
Для реального тела эта зависимость определяется выражением
,
где — коэффициент теплового излучения (коэффициент излучательной способности), зависящий от материала излучателя и от состояния и температуры его поверхности. Например, для стальных изделий в зависимости от появления на нихокалины значение может изменяться от 0,1 до 0,9. Пирометр, градуированный но излучению АЧТ, при измерении на реальном объекте покажет так называемую радиационную температуру Тp, значение которой всегда меньше действительной температуры объекта Т. Радиационной температурой объекта называется такая температура АЧТ, при которой его полная мощность излучения
(плотность излучении во всем диапазоне длин волн - от λ1=0 до λ2∞) равна полной мощности излучения рассматриваемого объекта при температуре Т.
Связь между Тр и Топределяется из равенства
откуда
Пирометры полного излучения применяются для измерения в диапазоне температур от -50 до +35ОО°С. Наиболее целесообразно использовать такие пирометры для измерения температуры объектов, излучательные свойства которых мало отличаются от свойств АЧТ. Этому условию удовлетворяют большинство закрытых печей и топок с малым отверстием, кожа человека, стекло, резина и др.
На рис. 12-12 приведены принципиальные схемы рефракторного и рефлекторного пирометров полного излучения с термоэлектрическим приемником излучения, выполняемым обычно в виде термобатареи. В рефракторном пирометре (рис. 12-12, а) излучение, от объекта 1 через линзу 2и диафрагму 3фокусируется на горячие спаи термобатареи 4. Визирование телескопа пирометра на объект измерения осуществляется наблюдателем 5через оптическую систему, состоящую из диафрагмы 6, окуляра 7 и дымчатого светофильтра 8. Резистор 9из никеля, который имеет хороший тепловой контакт с корпусом пирометра, применяется для коррекции температурной погрешности. В двухзеркальном рефлекторном пирометре (рис. 12-12, б)
излучение объекта 1, пройдя через кварцевое окно 2, отражается
от зеркала 6 и частично от обратного зеркала 3,попадает через
отверстие в диафрагме 4 на приемник 5и затем на окуляр
7. Узел 8 собратным зеркалом и термоприемником может для
фокусировки объекта перемещаться вдоль оси телескопа. Приемники излучения в пирометрах полного излучения должны иметь спектральную характеристику, близкую к характеристике АЧТ.
Для повышения точности пирометров полного излучения в
корпусе телескопа устанавливается образцовый источник излучения в виде АЧТ, температура которого поддерживается постоянной. При помощи дифференциальной измерительной цепи сравниваются мощности излучения измеряемого объекта и АЧТ, потоки излучения которых с помощью вращающегося или колеблющегося зеркала попеременно подаются на приемник.
Разработаны различные оптические устройства, расширяющие области применения пирометров. Например, изготовляются пирометры с волоконной оптикой для измерения температуры в диапазоне 400-ЗООО °С. Используются световоды длиной до10 м. Такие пирометры обеспечивают измерение температур объектов диаметром от «1 мм, а также температур в герметичных объемах. Такой канал передачи не чувствителен к помехам и изменениям параметров промежуточной среды.
Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 1414;