Раздел 1
Методы и средства измерений температуры
Лекция 6
Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
139 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Средства измерения температуры
Контактные Бесконтактные
волюметрические (изменение объема)
стеклянные термометры 
манометрические термометры
дилатометрические (изменение длины)
биметаллические термометры
термоэлектрические (изменение термо ЭДС)
термометры сопротивления (изменение сопротивления)
пирометрические |
спектрального отношения |
полного излучения |
монохроматические |
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
140 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основные понятия
Пирометры – бесконтактные средства измерения температуры, которые измеряют температуру тела или среды по тепловому излучению.
Промышленные пирометры измеряют температуру до 4000 оС
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
141 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основные понятия
Теоретически верхний предел измерения бесконтактных методов определяется только соответствием спектров излучения измеряемых тел и сред и спектральных характеристик пирометров
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
142 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Основные положения:
1.все тела излучают электромагнитные волны
2.если излучение какого либо тела падает на другое тело, то оно может:
•полностью или частично отражаться
•поглощаться телом
•проходить через тело
3.тело поглощающее все, падающее на него излучение – абсолютно черное тело
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
143 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Модель абсолютно черного тела
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
144 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Спектральный коэффициент излучения (спектральная степень черноты)
отношение спектральной энергетической яркости любого источника теплового излучения к спектральной
энергетической яркости абсолютно черного тела при одной
и той же длине волны и температуры
T B T
B0 T
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
145 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Полная (энергетическая) яркость тела
суммарная спектральная энергетическая яркость,
определенная для всего диапазона длин волн при температуре Т
B T B T d
0
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
146 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Полный коэффициент излучения (интегральная степень черноты)
отношение полной энергетической яркости любого источника теплового излучения к полной энергетической
яркости абсолютно черного тела при одной и той температуру
T BT
B0T
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
147 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Уравнение Планка
B |
|
|
C |
|
|
5 |
||
T |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
C |
|
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
e |
2 |
1 |
||
|
|
|
T |
|||||
Макс Планк
С1 и С2 – физические константы излучения
λ – длина волны
Т – абсолютная температура
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
148 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Уравнение Вина (для λТ<2.10-3мК)
B |
|
|
C |
|
5 |
|
|
T |
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
C |
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
e |
2 |
|
|
|
|
|
T |
|
|||
Вильгельм Вин
С1 и С2 – физические константы излучения
λ – длина волны
Т – абсолютная температура
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
149 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Уравнение Релея-Джинса (для λТ>0,2 мК)
B0 T C1 4T
C2
С1 и С2 – физические константы излучения
λ – длина волны
Т – абсолютная температура
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
150 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Интенсивность теплового излучения зависит от физической
природы тела и степени черноты (коэффициента излучения), определяемого температурой и состоянием
поверхности, которые могут изменяться
Все пирометры градуируются по абсолютно черному телу
Пирометры оценивают только условную температуру и требуется пересчет с учетом коэффициента излучения
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
151 |
|
Методы и средства измерений температуры Измерение температуры бесконтактными методами (пирометры)
Основы теории
Условная температура, измеряемая пирометром:
•яркостная температура
•радиационная температура
•цветовая температура
монохроматические
полного излучения
спектрального отношения
Электронный образовательный ресурс: «Технические измерения и приборы» |
|
доцент, к.т.н. Цыпин А.В. |
152 |
|