Устройство оптического пирометра

Оптический пирометр ОППИР-09 включает в себя следующие принципиально важные элементы: оптическую систему; фото-метрическую лампу; электроизмерительный прибор с двумя пределами измерений: и.

Оптическая и электрическая схема пирометра показана на рис. 1.4.

Составными частями оптической системы пирометра являются:

1. объектив 2, служащий для создания изображения объекта, температуру которого измеряют, в плоскости нити фотометрической лампы 4;

2. ослабляющий светофильтр 3, который вводят в оптическую систему при работе на втором пределе измерения (). Необ-ходимость длительного сохранения полной неизменности характеристик фотометрической лампы пирометра запрещает нагревать ее нить свыше1400. Поэтому при измерении более высоких температур надо ослаблять яркость излучения объекта так, чтобы ослабленная яркость объекта измерения при его наивысшей возможной температуре (для ОППИР-09 это2000) не превосхо-дила яркости, соответствующей2000. Это ослабление яркости достигается введением между объектом 2 и фотометрической лам-пой 4 ослабляющего светофильтра 3, сделанного из специального окрашенного стекла, поглощающего часть излучения;

3. окуляр 5, служащий для рассмотрения нити фотометрической лампы на фоне изображения объекта;

4. диафрагма 7.

Фотометрическая лампа включена в электрическую схему последовательно с понижающим трансформатором 12 и реостатом 11. Реостат служит для регулирования тока накаливания фотометрической лампы. Электроизмерительный прибор – вольтметр 10 – включен параллельно фотометрической лампе. Шкала его проградуирована непосредственно в градусах яркостной температуры.

Рис. 1.4. Оптическая и электрическая схема пирометра ОППИР-09: 1 – нить накаливания лампы; 2 – объектив; 3 – ослабляющий светофильтр; 4 – нить фотометрической лампы (эталон); 5 – окуляр; 6 – красный свето-фильтр;7 – диафрагма; 8 – оправа; 9 – глаз наблюдателя; 10 – вольтметр, проградуированный в градусах Цельсия; 11 – реостат; 12 – понижающий трансформатор; 13 – ЛАТР

Рис. 1.5. Общий вид оптического пирометра ОППИР-09: 2 – объектив; 3 – поворотная головка (для введения, ослабляющего светофильтра); 5 – окуляр; 6 – поворотная обойма красного светофильтра; 10 – шкала вольтметра (в градусах Цельсия); 11 – кольцо реостата (для изменения накала эталонной лампы)

Общий вид оптического пирометра ОППИР-09 показан на рис. 1.5.

В корпусе смонтирована труба объектива 2, внутри которой может скользить выдвижной тубус с укрепленной на нем линзой объектива. Наибольшее возможное выдвижение тубуса объектива обеспечивает получение четкого изображения накаленного объекта при удалении от объектива от 0,7 м до оптической бесконечности.

Поворотная головка 3 вводит в поле зрения ослабляющий светофильтр. Светофильтр введен, когда белая указательная точка на поворотной головке совпадает с цифровым указателем «20» на корпусе.

Окулярная система смонтирована в выдвижном тубусе окуляра 5. В тубусе окуляра установлены на конце, обращенном внутрь корпуса пирометра, линза окуляра, а на противоположном внешнем конце, обращенном к наблюдателю, монохроматический красный светофильтр и выходная диафрагма. Красный монохроматический светофильтр укреплен в поворотной обойме 6. Поворотом обоймы светофильтр может быть выведен из поля зрения при измерении низких температур (до 900 ), когда яркость мала. Возможность выдвижения тубуса оку-лярной системы обеспечивает четкую видимость нити фотометрической лампы и создаваемого в плоскости нити изображения объекта.

Электроизмерительный прибор встроен в пирометр для измерения падения напряжения на фотометрической лампе, меняющегося в зависимости от тока накала нити фотометрической лампы, а следовательно, и от ее температуры, равной при фотометрическом равновесии измеряемой яркостной температуре накаленного объекта.

Действительная температура тела Тможет быть вычислена, если известна его яркостная температура, через коэффициент моно-хроматической испускательной способности для исследуемого телаК. Для вольфрама.

На рис. 1.6 представлена зависимость истинной температуры объекта Т,, от его яркостной температуры ,, для вольфрама (мкм).