Термоэлектрические пирометры.

При измерении температуры нашли большое распростра­нение пирометры, использующие лучистую энергию нагретых тел. К таким пирометрам относятся оптические, ра­диационные и цветовые.

Радиационный пирометр изображен схематично на рис. 3.23.

Рис. 3.23. Радиационный пирометр.

1 – объектив; 2 – диафрагма; 3 – лепесток; 4 – экран; 5 – красное стекло; 6 – окуляр

Излучение исследуемого объекта концентрируется объекти­вом 1 через диафрагму 2 на рабочих концах термобатареи S, припаянных к платиновому лепестку, покрытому платиновой чернью. Для наилучшего поглощения лучей практически мож­но считать, что подобным лепестком поглощается 98 – 99% падающих на него лучей. Термобатарея с лепестком помещена в стеклянную коробочку. Экран 4 защищает термобатарею от механических повреждений и от рассеянных излучений со сто­роны стенок телескопа, температура которых изменяется в зависимости или условий эксплуатации.

При измерении высоких температур, для защиты глаза при установке телескопа перед окуляром, в поле зрения устанавливают красное стекло 5. Наводка осуществляется таким об­разом, что лепесток полностью перекрывается изображением объекта измерения, тогда в окуляре виден лепесток, окружен­ный ярким сиянием раскаленной поверхности (рис. 3.23.б). Для правильной установки отношение диаметра источника излучения к расстоянию от телескопа до излучателя должно быть равно примерно 1/15.

Максимальная температура нагрева лепестка должна быть равна 250^oС, так как при более высоких температурах чернь коагулирует и становится серой. Предел измерения такого пирометра составляет 900…1800^oС.

Радиационные пирометры обладают следующими погреш­ностями:

а) погрешность от неполноты излучения, так как пиро­метры обычно градуируются по излучению абсолютно черно­го тела, и поэтому показания их всегда будут меньше, чем действительная температура объекта измерения.

Следовательно, применение радиационных пирометров возможно лишь в тех случаях, когда полная мощность излучения объекта измерения мало отличается от полной мощность излучения абсолютно черного тела при той же температуре Большинство закрытых печей и топок с небольшими отверстиями и окнами удовлетворяет этому условию;

б) погрешность, обусловленная поглощением в промежуточной среде между телескопом пирометра и излучателем Погрешность эта может достигать значительной величины, особенно если воздух в промежуточной среде загрязнен (пыль, дым, углекислый газ и т. д.). Погрешность расчету не поддается;

в) влияние расстояния между пирометром и излучателем. Если пирометр расположен слишком близко к источнику излучения, то сказывается нагрев диафрагмы и стенок телеско­па, а также холодных концов термопары термобатареи, что уменьшает показания пирометра. При этом погрешность бу­дет тем больше, чем больше диаметр изображения излучаю­щей поверхности. Если же размеры излучающей поверхности малы или расстояние между телескопом и излучателем боль­ше нормального, так что изображение излучателя не пере­крывает лепесток, то показания пирометра также будут зани­жены. Поэтому пирометр следует устанавливать на таком рас­стоянии от излучающей поверхности, чтобы изображение по­следней имело такой же диаметр, какой имела излучающая поверхность при градуировке пирометра.

Для компенсации влияния нагрева свободных концов тер­мопар термобатарею шунтируют медным сопротивлением, ве­личина которого возрастает с увеличением температуры. Сле­довательно, при нагреве свободных концов одновременно с уменьшением термо-э.д.с. ток, через шунт, будет уменьшаться, а ток через измерительный прибор не изме­нится.