![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Яркостные пирометры.
Основаны на сравнении в узком участке спектра яркости исследуемого объекта с яркостью образцового излучателя. Спектральная плотность излучения реального тела в видимой части спектра определяется выражением, где ε λ — относительная лучеиспускательная способность тела в данном участке спектра (0 < ε λ < 1). Сравнивая яркости двух объектов по спектральным плотностям излучения, можно измерить интересующую нас температуру. Яркостные пирометры также обладают погрешностью от неполноты излучения — измеряемая ими температура Θ λ отличается от истинной Θ. Связь между ними определяется выражением 1/Θ λ = 1/Θ — (λ /С2) In ε λ , где ε λ — коэффициент неполноты излучения для данной длины волны λ. При λ = 0, 6 ÷ 0, 7 мкм значение ε λ для различных материалов изменяется от 0, 03 до 0, 7 и зависит от состояния поверхности тела. Несмотря на широкий диапазон изменения коэффициента неполноты излучения ε λ , его влияние на температуру составляет 15 — 25%, что можно учесть градуировкой прибора в рабочих условиях. Существенным достоинством яркостных пирометров является независимость их показаний от расстояния до излучающей поверхности и ее размеров (например, измерение температуры звезд). В качестве образцового источника яркости используются лампы с плоской вольфрамовой нитью. После старения при температуре 2000°С в течение 100 ч излучение лампы становится стабильным, если ее температура не превосходит 1500 °С. Изменение яркости лампы осуществляется либо регулировкой тока, либо введением нейтрального светофильтра переменной плотности (оптического клина). В первом случае шкала прибора получается резко нелинейной, так как яркость нити пропорциональна пятой степени тока накала. Во втором случае угол поворота клина линейно связан с регулируемой яркостью. Устройство датчика яркостного пирометра показано на рис. 3.14.
Датчик представляет собой телескоп с объективом 2 и окуляром 6. Для ограничения полосы частот перед окуляром размещен красный светофильтр 5. Экспериментатор наблюдает исследуемый объект (тело) 1 через окуляр, ослабляя его яркость оптическим клином 4, и сравнивает интенсивности излучения измеряемого тела и образцового источника. Измеряемая температура определяется по шкале оптического клина в момент уравнивания яркостей. Прибор имеет два предела измерения: при более высоких температурах последовательно с оптическим клином вводится нейтральный светофильтр 3, позволяющий расширить пределы измерения яркости вдвое. Сравнение яркостей производится по наблюдению нити образцового излучателя на фоне исследуемого тела. Если яркость тела больше яркости образцового излучателя, то нить накаливания видна в виде черной нити на ярком фоне. В противном случае заметно свечение нити на более бледном фоне исследуемого тела. При равенстве яркостей нить не видна, поэтому такие пирометры часто называются пирометрами с исчезающей нитью. Яркостные пирометры обеспечивают высокую точность измерения температуры, так как яркость тела растет гораздо быстрее, чем его температура. Поэтому при измерении яркости с погрешностью в 1 % обеспечивается погрешность измерения температуры не более 0, 1%. Низкотемпературные яркостные пирометры регистрируют тепловое излучение в инфракрасной части спектра и используются для исследования температурных полей (инфракрасные радиометры).
|