2.10 Бесконтактный способ измерения температуры

Общеизвестно, что нагретые тела интенсивно испускают инфракрасное излучение при температурах свыше 500°С. При дальнейшем повышении температуры тело начинает светиться сначала темно-красным цветом, а затем, по мере роста температуры, красным, оранжевым, желтым и, наконец, белым цветом. С ростом температуры возрастает интенсивность монохроматического цвета и в еще большей степени полное интегральное излучение.

Кривая температур абсолютно черного тела (рис. 2.18) показывает, что с ростом температуры интегральная чувствительность смещается в ультрафиолетовую область.

Для дистанционного бесконтактного измерения температуры рассмотрим работу оптического пирометра, показанного на рисунке 2.19. Принцип измерения заключается в выравнивании цветов нити накала лампы и цвета нагретого тела, фон цвета которого проектируется на экран окуляра. Объектив с линзой направляется на объект, который нагрет до значительной температуры, вызывающей свечение тела. Цвет нагретого тела зависит от температуры. Чем выше температура, тем его цвет ближе к белому.

С помощью реостата можно изменять цвет нити накала. Чем больше ток нити накала, тем выше ее температура.

На рис. 2.19, а цвет объекта более светлый, чем нити накала. Температура объекта выше температуры нити накала. На рис. 2.19, б температура нити накала выше температуры объекта. На рис. 2.19, в фон объекта контроля слился с цветом нити накала, т.е. температуры объекта и нити накала одинаковы. Шкала амперметра градуируется в единицах температуры. Понятно, что с прибором могут работать только люди, имеющие нормальное цветоощущение. Оптимальное расстояние измерения температуры составляет 0,8 - 1,3 м.

При измерении очень высоких температур, более 2200°С, нить накала может перегореть, поэтому в комплект оптического термометра входит набор светофильтров различной оптической плотности. Установка светофильтров позволяет уменьшить температуру нити накала, а затем показания термометра умножаются на оптическую плотность светофильтра. Такие пирометры

имеют шкалы на несколько диапазонов температур, для каждого светофильтра своя. Погрешность измерений пирометрами составляет ±20°С.

2.11 РАДИАЦИОННЫЕ ПИРОМЕТРЫ.

Пирометр представляет собой трубу с рефлектором - зеркалом, в фокусе которого установлен высокочувствительный полупроводниковый датчик температуры - болометр, рис. 2.20. Датчик реагирует на полное (интегральное) излучение нагретого тела. Особенность прибора заключается в том, что зеркальная поверхность рефлектора должна быть идеальной. Прибор позволяет измерять температуры нагретых тел на значительном расстоянии и с максимальным значением температуры до 100000°С

2.12 микропроцессорные многоточечные системы автоматического контроля температуры

На рис. 2.21 представлен современный малогабаритный микропроцессорный контроллер.

Для контроля температуры разобщенных объектов или зон объекта контроля в настоящее время широко применяются многоточечные электронные приборы. Некоторые из них имеют встроенный микропроцессорный pic-контроллер, позволяющий реализовать законы регулирования.

Для каждого датчика температуры можно ввести погрешности измерения температуры. Контроллер имеет программу линеаризации функции.

Температура контролируемого объекта выводится на цифровом табло. Контролируемый объект имеет свой порядковый номер. Номер светодиода соответствует номеру контролируемой точки.

Выбор канала индикации можно произвести с помощью кнопок, а можно выполнить циклический контроль всех точек поочередно.