Пирометры.

Это бесконтактные приборы для измерения излучения нагретого тела.

Существуют:

• пирометры полного излучения (радиационные);

• пирометры частичного излучения (яркостные);

• цветовые пирометры;

Радиационные пирометры (рапир).

Измеряют полное излучение во всех частях спектра.

Конструкция:

3

1 2 4 5

Приведенная погрешность 1%.

Визуально направляется трубка (ТЕРА- 50) на нагретое тело. При этом излучение фокусируется на чувствительном элементе (батарее термопар из черной платины).

1 – нагретое тело, объект;

2 – объектив;

3 – чувствительный элемент (набор термопар);

4 – окуляр;

5 – наблюдатель; Такой пирометр применяется для измерения температуры от 600⁰С до 2500⁰С.

Uвых=Етп±∆U

Охлаждение ТЕРА-50 водяное - для стабилизации температуры холодных спаев батареи термопар или применяют медную термокомпенсацию.

Погрешность:

1. Погрешность от неполноты излучения.

Коэффициент неполноты излучения может меняеться 0,04÷1

1. – для абсолютно черного тела, у чистого Fe – 0,1, т.е. излучается 1/10; у очищенного Fe – 0,9.

Пирометры градуируются по типам поверхностей, т.е. в соответствии с коэффициентом неполноты.

2. Расстояние до объекта.

Интенсивность излучения зависит от квадрата расстояния, чем больше расстояние, тем меньше излучение.

Обычное расстояние: 1,5 – 4 м.

3. Погрешность среды.

Излучение частично поглощается.

Яркостные пирометры.

Яркость поверхности объекта сравнивается с поверхностью образцового излучателя в видимой (узкой) части спектра.

Большое значение будет иметь коэффициент неполноты излучения на данном диапазоне.

Показания не зависят от расстояния объект и его результатов.

1) Яркостный пирометр с исчезающей нитью(оппир).

1 – наблюдатель;

2 – светофильтр; 3 – лампа с нитью накаливания (вольфрам);

4 - объект;

Применяется для измерения температур 800÷1500⁰С.

Наблюдатель направляет трубу пирометра на объект и смотрит. При этом наблюдатель видит нить и регулирует ток, т.е. яркость свечения.

Если яркость нити выше, то будет светящаяся нить на фоне темного объекта. Если яркость нити равна яркости объекта, то контуры нити не видны. В этот момент температура считывается по шкале амперметра. Шкала нелинейная, т.к. от тока зависит яркость.

2) Яркостный пирометр с оптическим клином.

Яркость нити остается неизменной, т.е. U_п не изменяется, уравновешивание происходит путем перемещения оптического клина с переменной прозрачностью, температура считывается при определенном положении оптического клина.

Особенности:

Высокая точность, т.к. яркость растет быстрее, чем температура, т.е. зависимость нелинейная. Поэтому измерение яркости с точностью 1%, а температуры – 0,1%.

Цветовые пирометры.

Интенсивность излучения в разных частях спектра при различных температурах.

При пониженных температурах излучение красных частей.

При повышенных температурах излучение синих частей.

К(λ₁)

С(λ₂)

λ₁ и λ₂ должны быть разнесены.

Система зеркал создает два луча. Один луч проходит через красный цветофильтр, а второй – через синий. Далее усиливаются и находится их соотношение.

Недостаток:

Существует погрешность от неидентичности канала. Поэтому лучше коммутировать потоки на один канал и через один светочувствительный фильтр.

П

объект

ростейший случай:

На диске цветофильтры чередуются между собой.