Пирометры частичного излучения

К таким пирометрам относят оптические (визуальные) пирометры, которые производят сравнение яркости излучения определенной длины волны нагретого тела и накала нити, встроенной в прибор пирометрической лампы. При измерении нить лампы наводят на поверхность нагретого тела через оптическое приспособление и добиваются уравнивания яркостей обоих источников путем изменения реостатом силы тока, питающего лампу (рис. 30). При совпадении яркостей средняя часть нити сольется с фоном. В это момент по шкале амперметра отсчитывают яркостную температуру. Так как коэффициент поглощения у всех физических тел меньше, чем у абсолютно черного тела, пирометры суммарного и спектрального излучения показывают температуру более низкую, чем действительная. По результатам измерения черной температуры можно вычислить действительную. Рассмотрим конструкцию оптического пирометра (рис. 31). Основным элементом является пирометрическая лампа 4, соединенная с реостатом 5 для изменения накала нити. Лампа помещена в зрительную трубу с объективом 2 и окуляром 3. Для регулировки тока реостат снабжен рукояткой 6 с движком 7.

Пирометры полного излучения

Измерение температуры основано на использовании теплового излучения. Пирометрические преобразователи полного излучения используются для измерения температур тел до 2500℃. Состоит из первичного пирометрического преобразователя и вторичного измерительного преобразователя. В первичном преобразователе тепловое излучение преобразуется в электрический сигнал, этот сигнал усиливается и преобразуется в унифицированный выходной во вторичном преобразователе. Первичный преобразователь состоит из оптической системы с собирающей линзой и чувствительного элемента. В качестве чувствительного элемента применяют термоэлектрические преобразователи или термозависимые резисторы. На практике трудно создать такой приёмник излучения, который воспринимал бы излучение всех длин волн. Поэтому принимают приемники для определенного интервала длин волн – пирометры частичного излучения.

Этот метод более объективный, чем визуальный, возможна дистанционная передача информации.

Эти пирометры показывают черную температуру, отличающуюся от действительной.

Монохроматические пирометры

Воспринимают излучение в таком узком диапазоне волн, что оно является монохроматическим.

Пирометры спектрального соотношения

Пирометры спектрального соотношения показывают действительную температуру.

Пирометры спектрального соотношения основаны на зависимости температуры тела от отношения спектральной энергетической яркости двух фиксированных длин волн. Пирометр состоит из светоделительного фильтра (для разделения потока), 2-х фотодиодов (принимают излучение) с усилителями. Сигнал от усилителей поступает в устройство преобразования, которое устанавливает соотношение между сигналами.

Установка и поверка пирометров

Основной источник погрешности – неточность при определении коэффициента излучения и его изменение в процессе измерения. Эта погрешность мах у пирометров полного излучения и мин у пирометров спектрального соотношения.

Так как измерить коэффициент излучения практически нельзя, то при измерении температуры создают условия, которые приближаются к абсолютно черному телу. Например, при измерении температуры поверхностей используют керамические блоки, встроенные в поверхности. При измерении температуры потока, в среду помещают огнеупорную трубку, на дно которой устанавливают оптическую систему термометра.

На точность оказывают влияние и внешние факторы. Запыленность и задымленность влияет на показания пирометров частичного и полного излучения. На показания пирометров полного излучения существенно влияют водяные пары и углекислый газ, содержащиеся в промежуточной среде. Посторонние источники излучения влияют на показания всех пирометров.

При выборе метода измерения температуры по излучению все перечисленные факторы должны быть учтены. Поверка производится путем сравнения с образцовым прибором.