Цветовые фотоэлектрические пирометры.

Эти пирометры измеряют так называемую цветовую темпе­ратуру. Раскаленное черное тело испускает лучи всех длин волн. При этом длина волны l_макс соответствующая макси­мальному излучению при данной температуре, может быть найдена как l_макс Т = const = 0,2884 (см. град.).

Это выражение носит название закона смещения, который положен в основу измерения температуры цветовыми пиро­метрами. Абсолютная температура тела Т определяется по длине волн, при которой имеет место максимум интенсивности излучения.

При промышленных измерениях температуры пирометра­ми принято определять отношение интенсивности излучения данного тела в луче двух заранее выбранных длин волн. Это отношение для каждой температуры будет различным и впол­не однозначным и может служить критерием абсолютной температуры тела.

где С₂ – постоянная (С₂ = 1,432 см.град); l – длина волны, к которой относится интенсивность излучения (см); I_l – интенсивность излучения (кКал/см²×см×час).

Пирометры, измеряющие цветовую температуру, приме­няются, как правило, с фотоэлементами.

Рассмотрим принцип действия одного из таких пирометров (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Цветовой фотоэлектрический пирометр.

1 – линза; 2 – обтюратор; 3 – синхронный электродвигатель; 4 – фотоэлемент; 5 – усилитель; 6 – выпрямительный узел; 7 – коммутатор; 8 – логометр

Излучение от объекта измерения А фокусируется линзой 1 на обтюраторе 2, приводимом во вращение синхронным элек­тродвигателем 3, и затем воспринимается фотоэлементом 4.

На диске обтюратора имеется ряд отверстий, половина которых закрыта красным светофильтром Сфк, а половина – синим Сфс. Таким образом, на фотоэлемент попадают то красные, то синие лучи. Благодаря наличию нескольких отверстий фототек оказывается промодулированным с несущей часто­той, определяемой числом отверстий в обтюраторе и скоро­стью его вращения.

Модулированный ток в нагрузке фотоэлемента усиливает­ся усилителем 5, а затем выпрямляется фазочувствительным выпрямительным узлом 6, после чего с помощью коммутато­ра 7 сигнал разделяется соответственно интенсивностей крас­ных и синих лучей и воспринимается магнито-электрическим логометром 8. В качестве коммутатора используют обычно магнито-электрическое поляризованное реле, работающее син­хронно с вращением диска обтюратора, т.е. таким образом, что переключение рамок логометра происходит одновременно со сменой светофильтра. Тогда в одной рамке логометра будет протекать ток, обусловленный интенсивностью красных лучей, а в другой – ток, обусловленный интенсивностью синих лучей в объекте излучения.

То обстоятельство, что цветовые пирометры измеряют функцию отношения интенсивностей излучения двух длин волн, имеет своим преимуществом уменьшение погрешности от неполноты излучения и независимость показаний от рас­стояния до излучающей поверхности и размеров последней.

При надлежащем режиме работы фотоэлемента фотоэлект­рические цветовые пирометры могут обеспечить измерение температуры порядка 2500^оС с погрешностью не более ±1%.