Оптические методы.
Пирометрия.
Под термином «пирометрия» объединяют совокупность методов бесконтактного измерения температуры, основанных на контроле теплового излучения тел. Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 °С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела. Ещё одним достоинством является возможность применения при температурах порядка 1000 К. А при температурах больше 3000 К они являются практически единственными средствами излучения.
На основе законов излучения разработаны различные виды пирометров: пирометры частичного и полного излучения. К пирометрам частичного излучения относятся монохроматические оптические пирометры и фотоэлектрические пирометры, позволяющие измерять энергию излучения в узком диапазоне длин волн.
Оптические пирометры.
Принцип действия оптических пирометров основан на использовании зависимости плотности потока монохроматического излучения от температуры. Данный тип пирометров позволяет измерять температуру от 700 до 8000 °С. На точность измерения влияют неопределенность и изменяемость спектральной степени черноты, возможное изменение интенсивности излучения за счет ослабления в промежуточной среде, а так же за счет отражения посторонних лучей.
Фотоэлектрические пирометры.
Фотоэлектрические пирометры частичного излучение обеспечивают непрерывное автоматическое измерения и регистрацию температуры. Их принцип действия основан на использовании зависимости интенсивности излучения от температуры в узком интервале длин волн спектра. В качестве приемников в данных устройствах используются фотодиоды, фотосопротивления, фотоэлементы и фотоумножители.
В фотоэлектрических пирометрах с пределами измерения от 500 до 1100 °С применяют кислородно-цезиевый фотоэлемент, а в приборах со шкалой 800-4000 °С вакуумный сурьмяно-цезиевый. Сочетание последнего с красным светофильтром обеспечивает получение эффективной длины волны пирометра 0.65-0.01 мкм, что приводит к совпадению показаний фотоэлектрического пирометра с показаниями визуального оптического пирометра.
Пирометры полного излучения.
Пирометры полного излучения измеряют радиационную температуру тела, поэтому их часто называют радиационными. Принцип действия данных измерителей температуры основан на использовании закона Стефана-Больцмана. Однако в случае применения оптических систем в ППИ определение температуры ведется по плотности интегрального излучения не во всем интервале длин волн, а значительно меньшем: для стекла рабочий спектральный диапазон составляет 0.4-2.5, а для плавленого кварца 0.4-4 мкм.
Тепловизоры.
Термография – это способ получения термограммы – изображения в инфракрасных лучах, показывающего картину распределения температурных полей.
Термографические камеры, или тепловизоры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне и на основе этого излучения создают изображения, позволяющие определить перегретые или переохлажденные места. Инфракрасное излучение испускается всеми телами, поэтому термография позволяет распознавать окружающую среду вне зависимости от наличия видимого света.
Тепловизоры имеют широкую область применения. Они могут использованы при строительстве и ремонте зданий, при исследовании труднодоступных элементов различных систем, в том числе электрических цепей, трубопроводов, деталей машин и т.д.
Заключение.
В данной работе коротко представлены основные методы измерения температур. Все они являются довольно современными и имеют широкую область применения в настоящее время.
Литература.
Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. Москва, Энергоатомиздат, 1992, 304 с.
Куинн Т. Температура. Москва, Мир, 1985, 448 с.
Конспект лекций.