![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Пирометры излучения
Принцип действия этих пирометров основан на измерении теплового излучения нагретых тел. Основными преимуществами этого типа приборов являются: бесконтактность измерений и возможность контроля высоких (до 4000 °С) температур. В зависимости от температуры нагретое тело излучает энергию в виде волн различной длины. При температурах до 500 °С тела испускают невидимые инфракрасные лучи. С повышением температуры цвет изменяется от тёмно-красного до белого. Зависимость излучаемой энергии
где
Распределение энергетической светимости чёрного тела по спектру выражается формулой Планка:
где
Для температур до 3000 °С можно воспользоваться формулой Вина:
Однако излучение реальных тел отличается от излучения абсолютно черного тела. Для установления истинной температуры тела вносятся поправки. Действительная температура
Для реальных тел Для вычисления действительной температуры
где
По принципу действия пирометрические термометры делятся на оптические, цветовые и радиационные.
Оптические пирометры (рис. 2.7.1) основаны на сравнении яркости монохроматического излучения тела и эталонной нити лампы (монохроматический пирометр с исчезающей нитью). С помощью реостата Длина волны 0, 65 мкм. Другим типом оптических пирометров являются фотоэлектрические (рис. 2.7.1).
На фотоэлемент попеременно поступает излучение от нагретого тела и лампы в виде синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 180°. На сопротивлении
При повышении температуры нагретого тела максимум излучения (рис. 2.7.1) смещается в область меньших длин волн, что приводит к постоянному изменению цвета и возрастанию его яркости. Это явление положено в основу действия цветовых пирометров. Спектральное распределение энергии излучения происходит согласно закону смещения Вина:
![]() где
Таким образом, по положению максимума можно определить абсолютную температуру тела.
Под цветовой температурой понимается температура абсолютно чёрного тела, при которой отношение интенсивностей излучения при длинах волн Соотношение между цветовой температурой
Для абсолютно черных тел В цветовых промышленных пирометрах определяется отношение интенсивностей излучения реального тела при двух длинах волн
Перед фотоэлементом 3 установлен обтюратор 2 с двумя светофильтрами: красным и синим. Таким образом, на фотоэлемент попеременно направляется излучение красного и синего света. Импульсы от фотоэлемента усиливаются усилителем 4, преобразуются логическим логарифмическим устройством 5. Выходной сигнал измеряется милливольтметром 6. Пределы измерения пирометра 1400-2500 °С. Погрешность измерений ±1 % от верхнего предела измерений. В радиационных пирометрах измеряется полное излучение нагретого тела как в видимой, так и в невидимой частях спектра. Комплект радиационного пирометра состоит из термоприёмника (телескопа) и вторичного прибора (милливольтметра или потенциометра). Энергия теплового излучения от нагретого тела 1 (рис. 2.7.5) фокусируется с помощью сферического зеркала 2 на рабочих (горячих) спаях термоэлектрических преобразователей З, включенных в термобатарею. Напряжение, развиваемое батареей термопар, подается на милливольтметр или потенциометр. Диапазон измерения температур 100 – 4000 °С. Радиационные термометры, в которых в качестве чувствительного элемента используются термометры сопротивления, могут измерять сравнительно низкие температуры (от –30 °С). Передаточная функция таких термоприемников имеет вид:
Рис. 2.7.5
В качестве примера для промышленного использования можно назвать радиационный пирометр типа ТЕРА-50 с диапазоном измерений 400–1500 °С.
|