Измерение температуры тел по их излучению.

Важнейшим преимуществом измерения температуры по излучению является отсутствие контакта между объектом и датчиком, что позволяет измерять высокие и сверхвысокие температуры: расплавов стекла, металлов и других материалов. Существует три метода измерения по излучению:

1) яркостный - по спектральной интенсивности излучения телом лучей определенной длины волны;

2) радиационный - по плотности интегрального излучения;

3) цветовой - по спектральной интенсивности излучения телом лучей двух определенных длин волн.

Приборы, служащие для измерения температуры по излучению,

называются пирометрами.

Устройство наиболее распространенных в технике радиационных пирометров приведено на рис. 1.5. Существует два вида оптических систем: рефракторно-преломляющая (рис. 1.5, а) и рефлекторно-отражающая (рис.

1.5, б).

Рис. 1.5 Системы радиационных пирометров: а) рефракторно- преломляющая; б) рефлекторно-отражающая; в) термобатарея.

Приемник интегрального излучения должен быть чувствителен практически ко всем длинам волн измеряемого участка спектра и выполняется обычно в форме тонкой металлической пластинки, покрытой сажей. Температура пластинки устанавливается в результате теплового равновесия между подводимым потоком лучистой энергии и теплоотводом от пластинки в окружающую среду. Температура пластинки измеряется несколькими последовательно соединенными термопарами (термобатареей) (рис. 1.5, в). Суммарная э.д.с. термопар измеряется милливольтметром со шкалой в градусах. Номинальная статическая характеристика нелинейная.

Металлический корпус с приемником излучения, оптической системой и другими дополнительными устройствами называют телескопом радиационного пирометра. Оптическая система телескопа предназначается для концентрации измеряемого потока лучистой энергии на приемнике излучения.

Измерение влажности.

Влажность газов измеряется в единицах абсолютной или относительной влажности. Абсолютная влажность - весовое или объемное количество водяного пара в одном кубическом метре газа. Относительная влажность - степень насыщения, т. е. отношение количества водяного пара,

находящегося в одном кубическом метре газовой смеси, к максимально возможному количеству пара, содержащемуся в том же объеме смеси при той же температуре.

Психрометрический метод - один из наиболее распространенных методов измерения влажности воздуха при положительных температурах. Он основан на понижении температуры поверхности, смоченной жидкостью, в результате затрат тепла на испарение жидкости в окружающую среду. Простейшим психрометром является простое сочетание двух стеклянных термометров, один из которых имеет сухую поверхность, а другой - мокрую. Широкое распространение имеют автоматические психрометры.

Измерение состава сред.

Наиболее часто встречается определение содержания кислорода в отходящих дымовых газах. Кислород относится к парамагнитным газам, т. е. газам, притягиваемым магнитным полем. Для определения содержания кислорода в различных газовых смесях применяют термомагнитные газоанализаторы. Принцип действия их основан на изменении взаимодействие кислорода с магнитным полем при изменении температуры.

Одна из схем кислородомера приведена на рис. 1.6.

рис. 1.6.

Устройство состоит из кольцевой камеры 1, в центре которой помещена трубка анемометра 2. На одной стороне трубки укреплен постоянный магнит 3. Внутри трубки помещены платиновые терморезисторы. В зависимости от содержания кислорода в газе изменяются

скорость движения газа в горизонтальной трубке и теплообмен между плечами моста и газом. Обычно первая секция нагревателя охлаждается, а вторая нагревается проходящим газом. Иногда охлаждаются обе секции, но степень их охлаждения различная. Платиновые резисторы включены в мостовую схему, которая фиксирует разность температур. Прибор проградуирован в процентах содержания кислорода в дымовых газах и выдает соответствующий сигнал во внешние цепи.

Измерение расхода жидкостей и газов.

Наиболее распространен способ измерения расхода путем измерения разности давлений в трубопроводе, снабженном сужающим устройством (рис. 1.7).

рис. 1.7.

Через трубу 1 протекает жидкость или газ, расход которого необходимо измерить. На пути потока устанавливается препятствие в виде сужающего устройства или диафрагмы 2. За счет этого давление Р₁ до диафрагмы будет больше, чем давление Р₂ после диафрагмы. Разность этих давлений:

Р = Р₁ - Р₂

измеряется дифференциальным манометром 3. Из гидравлики известно, что расход Q измеряемой среды и разность давлений связаны

_{между собой соотношением Q P}

Следовательно, для того, чтобы получить расход, необходимо устройство извлечения квадратного корня из Р. Для этого используют

специальные функциональные блоки различного принципа действия и конструкции или нормирующие преобразователи с данной функцией (например, блок нелинейных операций БНП-2, входящих в комплект АКЭСР-2).