11 Назначение, принцип действия, особенности устройства оптических пирометров с исчезающей нитью

По принципу действия пирометры излучения разделяют на оптические и радиационные.

Оптический пирометр служит измерителем одноцветного (монохроматического) излучения, а радиационный пирометр - измерителем полного излучения. Принцип действия оптического пирометра (рисунок 1) основан на сравнении яркости свечения нагретого тела и раскаленной нити специальной фотометрической лампы накаливания, распо­ложенной между глазом на­блюдателя и измеряемым объ­ектом. Сравнение происходит через красный светофильтр, пропускающий излучение только определенной длины волны (около 0,65 мк).

1 — фотометрическая лампа, 2 — свето­фильтр. 3 - указатель температуры, 4 — окуляр, 5 — реостат регулировки накала лампы, 6— объектив

Рисунок 1 - Схема оптического пиро­метра

а) б) в)

а — совпадение яркости нити и тела, температура которого измеряется, б — температура нити выше температуры тела, е — температура нити ниже тем­пературы тела

Рисунок 2 – Регулировка накала нити лампы оптического пирометра

Через окуляр наблюдатель направляет пирометр на измеряемый объект. Накал нити лампы (рисунок 2) регулируется реостатом. В цепь лампы, реостата и аккумуляторной батареи включен амперметр. Поскольку температура нити зависит от величины тока накала, то шкала амперметра градуируется непосредственно в единицах измеряемой температуры.

Электрические и оптические детали пирометра размещены в корпусе. Перед лампой расположен объектив и защитные светофильтры. Между глазом наблюдателя и нитью лампы находится окуляр, через который нить лампы видна в достаточно большом масштабе.

При измерении температуры наблюдатель смотрит сквозь оптический пирометр на нагретое тело и фокусирует объектив, добиваясь четкой видимости. Плавной регулировкой реостата увеличивают накал нити лампы, пока яркость ее свечения не совпадет с яркостью измеряемого нагретого тела (рисунок 2, а).

Если измеряемая температура выше 1400° С и яркость излучения объекта очень велика, то между объективом и лампой по­мещают поглощающий светофильтр, чтобы не перекаливать нить лампы.

Оптический пирометр ОППИР-017 (рис. 67) позволяет измерять температуру в пределах 800— 6000° С. Для питания пирометрической лампы применен сдвоенный щелочной аккумулятор НКН-10. Сила тока в лампе регулируется реостатом. Электро­измерительный показывающий прибор представляет собой диф­ференциальный амперметр с дву­мя рамками, который реагирует на изменение тока в цепи питания и напряжения на пирометричес­кой лампе. При этом автоматичес­ки учитывается изменение сопро­тивления нити лампы от темпера­туры ее накала. Использование такой схемы позволяет свести к минимуму нерабочий участок шкалы прибора, которая градуи­руется в градусах яркостной тем­пературы объекта измерения.

12 Устройство радиационных пирометров

По принципу действия пирометры излучения разделяют на оптические и радиационные.

В радиационных пирометрах используется тепловое действие полного излучения нагретого тела, включая как видимое, так и не видимое излучение. В связи с этим радиационные пирометры называются также пирометрами полного излучения. В качестве чувствительного элемента в радиационных пирометрах используется термобатарея из нескольких миниатюрных последовательно соединенных термопар 2 (рис.3), рабочие спаи которых нагреваются излучением объекта измерения (1), фокусируемых с помощью оптической системы (3). Возникающая Т.Э.Д.С. измеряется с помощью милливольтметра или автоматического потенциометра (4), градуированного в градусах. Радиационные пирометры измеряют температуру поверхности тела бесконтактным способом по тепловому действию излучения. Энергия излучения от нагретого тела (рисунок 3) через линзу объектива концентрируется на чувствительную часть тер­мобатареи и вызывает ее нагрев.

1- нагретое тело. 2 — объектив телескопа пирометра, 3 — термобатарея,

4 — окуляр для контроля наводки; 5 — измерительный прибор

Рисунок 3 - Схема действия радиационного пирометра

В настоящее время радиационные пирометры применяются для измерения температур в диапазоне от -40 до 2500°С. Положительной особенностью радиационных пирометров является то, что их можно применять также и для измерения невысоких температур, при которых объект измерения не дает видимого излучения. Возможно также измерение температуры тел, более холодных, чем окружающая среда. В последнем случае термобатарея не нагревается, а охлаждается во время радиационного теплообмена между ней и объектом измерения.

Радиационные пирометры, как и цветовые, пригодны для непрерывного измерения и регистрации температуры, а также для применения в системах автоматического регулирования.