Пирометры полного излучения, или радиационные пирометры.

Эти пирометры основаны на зависимости от температуры инте­гральной мощности излучения АЧТ во всем диапазоне длин волн, определяемой законом Стефана - Больцмана:

Для реального тела эта зависимость определяется выражением

,

где — коэффициент теплового излучения (коэффици­ент излучательной способности), зависящий от материала излучателя и от состояния и температуры его поверхности. Например, для стальных изделий в зависимости от появления на них ока­лины значение может изменяться от 0,1 до 0,9. Пирометр, гра­дуированный но излучению АЧТ, при измерении на реальном объекте покажет так называемую радиационную температуру Т_p, значение которой всегда меньше действительной температуры объекта Т. Радиационной температурой объекта называется та­кая температура АЧТ, при которой его полная мощность излучения

(плотность излучении во всем диапазоне длин волн - от λ₁=0 до λ₂∞) равна полной мощности излучения рассматривае­мого объекта при температуре Т.

Связь между Т_р и Т определяется из равенства

откуда

Пирометры полного излучения применяются для измерения в диапазоне температур от -50 до +35ОО°С. Наиболее целесо­образно использовать такие пирометры для измерения темпера­туры объектов, излучательные свойства которых мало отлича­ются от свойств АЧТ. Этому условию удовлетворяют большин­ство закрытых печей и топок с малым отверстием, кожа человека, стекло, резина и др.

На рис. 12-12 приведены принципиальные схемы рефрактор­ного и рефлекторного пирометров полного излучения с термо­электрическим приемником излучения, выполняемым обычно в виде термобатареи. В рефракторном пирометре (рис. 12-12, а) излучение, от объекта 1 через линзу 2 и диафрагму 3 фокусиру­ется на горячие спаи термобатареи 4. Визирование телескопа пи­рометра на объект измерения осуществляется наблюдателем 5 через оптическую систему, состоящую из диафрагмы 6, окуляра 7 и дымчатого светофильтра 8. Резистор 9 из никеля, который имеет хороший тепловой контакт с корпусом пирометра, применяется для коррекции температурной погрешности. В двухзеркальном рефлекторном пирометре (рис. 12-12, б) излучение объекта 1, пройдя через кварцевое окно 2, отражается от зеркала 6 и частично от обратного зеркала 3, попадает через отверстие в диафрагме 4 на приемник 5 и затем на окуляр 7. Узел 8 с обратным зеркалом и термоприемником может для фокусировки объекта перемещаться вдоль оси телескопа. При­емники излучения в пирометрах полного излучения должны иметь спектральную характеристику, близкую к характеристике АЧТ. Для повышения точности пирометров полного излучения в корпусе телескопа устанавливается образцовый источник излучения в виде АЧТ, температура которого поддерживается посто­янной. При помощи дифференциальной измерительной цепи сравниваются мощности излучения измеряемого объекта и АЧТ, потоки излучения которых с помощью вращающегося или колеблющегося зеркала попеременно подаются на приемник.

Разработаны различные оптические устройства, расширяю­щие области применения пирометров. Например, изготовляются пирометры с волоконной оптикой для измерения температуры в диапазоне 400-ЗООО °С. Используются световоды длиной до10 м. Такие пирометры обеспечивают измерение температур объ­ектов диаметром от «1 мм, а также температур в герметичных объемах. Такой канал передачи не чувствителен к помехам и из­менениям параметров промежуточной среды.