Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторный практикум ИТиАвМ.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
12.11.2019
Размер:
1.26 Mб
Скачать

Датчики измерения температуры бесконтактным способом подразделяются на:

Пирометры излучения. В частности пирометр «ТЕХНО-АС» С-700.1. Тепловой поток от нагретых тел образуется совокупностью элементарных (монохроматических) излучений с различной длиной волн от 0,3 до 10 мкм и более. Сюда входит видимый человеческим глазом диапазон длин волн от 0,4 до 0,76 мкм и невидимая инфракрасная область, на которую приходится наибольшая доля энергии теплового излучения. Измеряя энергию излучения нагретого тела, можно определить его температуру.

Наиболее полно изучено тепловое излучение абсолютно черного тела, которое по всем длинам волн и по всем направлениям полусферического пространства называется интегральным (полным) лучистым потоком W0. Излучение с единицы поверхности тела df называют плотностью интегрального полусферического излучения или излучательной способностью: . Тогда лучистый поток равен интегралу

Если Е° во всех точках поверхности одинакова, то W° = E°f. Поток излучения, отнесенный к интервалу длин волн от до называется потоком монохроматического (однородного

излучения) . Соответственно плотность монохроматического излучения в узком интервале длин волн равна .

Отношение плотности монохроматического излучения к величине интервала длин волн называется монохроматической, или спектральной, интенсивностью излучения: .

Зависимость интенсивности излучения от температуры, описывается уравнением Планка:

(2.1)

где - длина волны, м; Т - температура', К; С1 = 0,374 • 10-15 Вт/м и С2 = 1,438*10-2мК — постоянные Планка.

В более простом виде эта зависимость выражается формулой Вина:

(2.2)

Уравнение Вина для участка видимого спектра излучения до 2900 К дает расхождение по сравнению с. экспериментальными данными не более 1 %.

Если продифференцировать уравнение Планка по и приравнять нулю первую производную, то получим, что максимум интенсивности излучения соответствует значению

(2.3)

Это выражение называется законом смещения Вина.

Интеграл от интенсивности излучения по всем длинам волн дает плотность интегрального полусферического излучения Е°, которая называется полной мощностью излучения (закон Стефана-Больцмана):

(2.4)

После интегрирования находим:

(2.5)

или

(2.6)

где С0 = 5,67 Вт•м-2 •К-4- коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Все рассмотренные выше законы установлены для абсолютно черного тела. На практике измеряют температуру реальных, так называемых серых тел, у которых излучение на всех длинах волн меньше излучения абсолютно черного тела.

Отношение интенсивностей излучений серого тела и абсолютно черного тела при одинаковой температуре называется монохроматической степенью черноты . Аналогично этому отношение полных мощностей излучений серого тела Е и абсолютно черного тела Е° называется степенью черноты .

Для определения температуры нагретых тел используют следующие методы.