7.16 Оптические пирометры

О птические пирометры. (монохроматические) воспринимают излучение в столь узком диапазоне длин волн, что оно считается монохроматическим (обычно это излу­чение красной части спектра с λ = 0,65 мкм). Этот участок спектра выделяется светофильтром в сочетании с кривой спектральной чув­ствительности измерения. В монохроматическом (квазимонохроматическом) пирометре темпе­ратура тела определяется по спек­тральной энергетической яркости излучения при определенной длине волны, она увеличивается с ростом темпера­туры. Предположим, что Т действительная температура измеряемого реального нечерного тела. Тогда спектральная энергетическая яркость этого тела будет B_λT.Так как пирометр градуировался по излучению черного тела, то он пока­жет температуру абсолютно черного тела Т_я, при которой спектраль­ные энергетические яркости реального тела В_λт и абсолютно черного тела В_0λт будут равны. Условная температура Т_я называется яркостной температурой тела.

7.17 Цветовые пирометры

Одним из современных моно­хроматических пирометров является визуальный пирометр с исчезающей нитью накала. В пирометре использован принцип уравнивания яркости изображения объекта с яркостью пирометрической лампы, находящейся внутри пирометра. Яркость нити изменяется наблюда­телем, равенство яркостей воспринимается им как исчезновение нити на фоне контролируемого объекта.

Пирометр, действие которого основано на использовании зависи­мости от температуры тела отношения спектральной энергетической яркости для двух фиксированных длин волн, называется пиромет­ром спектрального отношения (цветовым).

В пирометре спектрального отношения температура тел опреде­ляется по отношению спектральных энергетических яркостей для двух длин волн. Предположим, что действительная температура реального тела T, тогда отношение спектральных энергетических яркостей при длинах волн λ1, и λ₂ будет В_λ1T/ В_λ2T. Так как пирометр градуировался по излучению черного тела, то он покажет тем­пературу абсолютно черного тела Т , при которой отношение спек­тральных энергетических яркостей реального тела будут равны:

Цветовой температурой T_ц называется условная температура реального тела численно равная такой температуре абсолютно чер­ного тела, при которой отношение спектральных энергетических яркостей абсолютно черного тела при длинах волн λ1, и λ₂ равно отношению спектральных яркостей при тех же длинах волн реаль­ного тела с температурой Т.

Таким образом, определяя действительную температуру по ее цветовой температуре, показываемой пирометром, необходимо знать длины волн, при которых вычисляется отношение спектральных энергетических яркостей и отношение коэффициен­тов излучения . Для тел, у которых при λ₂ > λ1 ε2 <ε₁

(большинство металлов), Тц > Т. Для тел, у которых при λ₂ > λ1 ε2 >ε₁ (многие неметаллические тела), Тц < Т. При ε_λ2 =ε_λ1 цвето­вая температура равна действительной. Это обусловливает достоин­ство цветового метода измерения, поскольку яркостная и радиаци­онная температура всегда меньше действительной.