Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Пирометры

Пирометры (далее П) (от греч. pýr — огонь и ...метр), приборы для измерения температуры непрозрачных тел по их излучению в оптической диапазоне спектра. Тело, температуру которого определяют при помощи П, должно находиться в тепловом равновесии и обладать коэффициентом поглощения, близким к единице (см. Пирометрия). Распространены яркостные, цветовые и радиационные П Основным типом является яркостный П, обеспечивающий наибольшую точность измерений температуры в диапазоне 103104 К. В простейшем визуальном яркостном П с исчезающей нитью (рис. 1) объектив фокусирует изображение исследуемого тела на плоскость, в которой расположена нить (ленточка) эталонной лампы накаливания. Через окуляр и красный фильтр, позволяющий выделять узкую спектральную область около длины волны lэ = 0,65 мкм, нить рассматривают на фоне изображения тела и, изменяя ток накала нити, добиваются выравнивания яркостей нити и тела (нить в этот момент становится неразличимой). Шкала прибора, регистрирующего ток накала, прокалибрована обычно в °С или К, и в момент выравнивания яркостей прибор показывает так называемую яркостную температуру (Tb) тела. Истинная температура тела Т определяется на основе законов теплового излучения Кирхгофа и Планка по формуле:

  Т = 2/(2 + l эТь Inal,T), (1)

где 2 = 0,014388 м ×К, al, T — коэффициент поглощения тела, l э — эффективная длина волны П

  Точность результата в первую очередь зависит от строгости выполнения условий пирометрия, измерений (al, T " 1 и др.). В связи с этим наблюдаемой поверхности придают форму полости. Основная инструментальная погрешность обусловлена нестабильностью температурной лампы. Заметную погрешность могут вносить также индивидуальные особенности глаза наблюдателя. У фотоэлектрических П (рис. 2) этот вид погрешности отсутствует. Погрешность образцовых лабораторных фотоэлектрических П не превышает сотых долей градуса при Т = 1000 °С. Промышленные серийные фотоэлектрические П обладают на порядок большей погрешностью, визуальные — еще на порядок большей. Образцовые яркостные П приняты в качестве основных интерполяционных приборов, определяющих Международную практическую температурную шкалу (МПТШ-68) при температурах выше точки затвердевания (1064,43 °С).

  Для измерения температуры тел, у которых a " const в оптическом диапазоне спектра, применяют цветовые П Этими П определяют отношение яркостей обычно в синей и красной областях спектра b1(l1, T)/b2(l2, T) (например, для длин волн l1 = 0,48 мкм и l2 = 0,60 мкм). Шкала прибора прокалибрована в °С и показывает цветовую температуру Tc. Истинная температура Т тела определяется по формуле

.(2)

  Цветовые П менее точны, менее чувствительны и более сложны, чем яркостные; применяются в том же диапазоне температур.

  Наиболее чувствительны (но и наименее точны) радиационные П, или П суммарного излучения, регистрирующие полное излучение тела. Действие их основано на Стефана — Больцмана законе излучения и Кирхгофа законе излучения. Объектив радиационных П фокусирует наблюдаемое излучение на приемник (обычно термостолбик или болометр), сигнал которого регистрируется прибором, прокалиброванным по излучению абсолютно черного тела и показывающим радиационную температуру Tr. Истинная температура определяется по формуле

 (3)

где aT — полный коэффициент поглощения тела. Радиационными П можно измерять температуру, начиная с 200°С. В промышленности П широко применяют в системах контроля и управления температурными режимами разнообразных технологических процессов.

  Лит.: Рибо Г., Оптическая пирометрия, пер. с франц., М. — Л., 1934; Гордов А. Н., Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.

  В. Н. Колесников.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 29.05.2024 20:34:28