Приборы для измерения температуры
Уравнивание яркостей достигается обычно изменением силы тока в лампе. Встречаются конструкции пирометров, у которых уравнивание яркостей осуществляется при постоянном накале лампы за счет ослабления фона раскаленного тела ослабляющим (нейтральным) светофильтром переменной толщины.
Яркостная температура лампы устанавливается предварительной градуировкой в зависимости от силы питающего лампу тока или при постоянной силе тока — от положения ослабляющего светофильтра.
Уравнивание яркостей производится через красный светофильтр, выделяющий излучение, эквивалентное расчетной эффективной длине волны 
.
Схематически оптический пирометр с исчезающей нитью переменного накала показан на рис. 15. Пирометрическая (фотометрическая) лампа 3 питается током от батареи Б. Сила питающего тока определяется по миллиамперметру mА, шкала которого обычно градуируется в соответствующих градусах яркостной температуры. Сила тока в лампе регулируется реостатом R с помощью! поворотного кольца 6. Для фокусирования изображения измеряемого раскаленного тела с плоскостью нити лампы служит объектив 1. Окуляр 4 предназначается для корректирования изображения нити по глазу наблюдателя. Красный светофильтр 5 включается к моменту отсчета; при предварительной наводке он может быть выключен.
Так как нить лампы во избежание перекаливания нельзя нагревать выше 1400°С, то для измерения более высоких температур перед лампой включается ослабляющий (поглощающий) светофильтр 2, уменьшающий видимую интенсивность излучения раскаленного тела. Тогда уравнивание яркостей будет происходить при различных температурах: Т1 — нити лампы и Т2 — измеряемого тела.
При включенном ослабляющем светофильтре силе тока, протекающего по нити лампы, будут соответствовать уже другие температуры измеряемого тела. Поэтому миллиамперметры имеют обычно две шкалы измерений: без ослабляющего (поглощающего) светофильтра и со светофильтром. Соотношение между температурами по этим шкалам определяется величиной А пирометрического ослабления. По уравнению Вина
(27)
Коэффициент пропускания 
зависит от длины волны 
. Для того чтобы сохранить величину А постоянной независимо от колебаний эффективной длины волны , подбирают такие светофильтры, у которых произведение 
∙сохраняется постоянным для волн вблизи =0,65 мк. Это позволяет выдержать требование ГОСТ 8335—67 в том, чтобы величина А пирометрического ослабления не изменялась более, чем на 1∙10-6 град-1 на всем интервале измеряемых температур.
Радиационные пирометры
Радиационные пирометры (суммарного излучения) определяют температуру тела по плотности интегрального излучения лучей всех длин волн, теоретически от = 0 до = ∞. Практически оптическая система радиационных пирометров обычно ограничивает пропускание длинных волн. У стекла коэффициент пропускания волн резко уменьшается при ≈2,5 мк, достигая нулевого значения для ≥3 мк. Оптический кварц нормально пропускает волны длиной ≈3,5 мк, после чего коэффициент пропускания волн снижается, достигая нуля для ≥4,2 мк. При измерениях низких температур порядка 100°С, когда интенсивность излучения коротких волн (<1,0—1,5 мк) становится ничтожно малой и интегральное излучение определяется длинноволновой частью спектра, применяют для оптических систем другие материалы, например синтетический фтористый литий. Последний при толщине 2 мм имеет границу пропускания ≈9 мк. Очевидно, что в таких условиях пирометры строго не подчиняются закону Стефана—Больцмана.
Приемник интегрального излучения должен быть практически чувствительным 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 обычно измеряется несколькими последовательно соединенными термопарами (термобатареей).
Рис. 16. Схема приемника излучения с термобатареей из шести термопар
На рис. 16 показана схема приемника излучения с термобатареей из шести термопар. Рабочие концы термопар 2 расклепываются в форме Отдельных тонких секторов 4, зачерняются и располагаются в виде венчика. Поток лучистой энергии воспринимается площадью, диаметром, несколько большим диаметра зачерненных секторов. Свободные концы термопар привариваются к тонким металлическим пластинкам 1, прикрепленным к слюдяному кольцу 3 и находятся вне зоны лучистого потока. Слюдяное кольцо зажимается в металлическом корпусе. Температура свободных концов термопар близка к температуре корпуса. В современных радиационных пирометрах типа «Рапир» приемник излучения состоит из десяти термопар, собранных по схеме, изображенной на рис. 16. Металлический корпус с приемником излучения, оптической системой и другими дополнительными устройствами называют телескопом радиационного пирометра.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19