Пирометры спектрального отношения (цветовые)

В цветовых пирометрах, применяемых для промышленных из- мерений, определяется отношение спектральной энергетической яркости (СЭЯ) реального тела в лучах двух заранее выбранных длин волн, т. е. по-

казания пирометра являются функцией

f (E λ1 / E λ 2). Это отношение для ка-

ждой температуры различно, но вполне однозначно.

В большинстве случаев для реальных тел кривые

E λ = f (λ)

 

 

при раз-

личных температурах совершенно подобны кривым для абсолютно черно- го тела; поэтому практически не требуется вводить поправки на неполноту излучения, что является основным преимуществом цветового пирометра. Вторым важным преимуществом цветовых пирометров по сравнению с ра- диационными и яркостными является независимость результата измерения от расстояния до объекта измерения и от поглощения радиации в среде. Большая часть конструкций цветовых пирометров основана на определе- нии цвета измеряемого тела по отношению энергетических яркостей для двух длин волн, не очень близких одна к другой в видимой части спектра. Чтобы избежать зависимости результатов измерения от субъективных осо- бенностей наблюдателя (цветочувствительность и утомляемость глаза), в цветовых пирометрах для измерения отношения энергетических яркостей используют фотоэлементы.

Измеряемое излучение через защитное стекло 1 (рис. 2.31) и объек-

тив 2 попадает на фотоэлемент 4.

 

 

Рис.2.31. Принципиальная схема пирометра спектрального отношения с фотоэлементом:

1-защитное стекло; 2-объектив; 3-обтюратор; 4-фотоэлемент;

5-электронный усилитель; 6-логарифмирующее устройство;

7-милливольтметр

 

 

Между объективом и фотоэлементом установлен обтюратор 3, вра-

щаемый синхронным двигателем. Обтюратор выполнен в виде диска с двумя отверстиями, одно из которых закрыто красным светофильтром К, другое – синим С. Таким образом, при вращении обтюратора на фотоэле- мент попеременно попадают излучения соответствующей СЭЯ. Спек- тральная характеристика фотоэлемента зависит от температуры, поэтому фотоэлемент в пирометре заключен в термостат с автоматическим регули- рованием.

Электрический ток, напряжение которого пропорционально соответ- ствующим СЭЯ предварительно усиливается электронным усилителем 5 и преобразуется специальным электронным логарифмирующим устройством

6 в постоянный ток; сила постоянного тока зависит от 1/ Т. Сила тока лога- рифмирующего устройства измеряется указывающим или регистрирую- щим милливольтметром 7.

Зависимость действительной температуры тела от цветовой, изме-

ряемой пирометром, выражается зависимостью:

−1

⎟

⎛ 1

T = ⎜ −

ln(ελ1/ελ 2) ⎞,

д ⎜ T

C(1/λ2 -1/λ1) ⎟

⎝ ц ⎠

где

ε λ1, ε λ 2 - степень черноты физического тела для лучей с длиной волны

соответственно λ 1, λ 2; С – константа уравнения Вина.

Предел измерения пирометров составляет от 300 до 2800°С, основ-

ная погрешность при измерении температуры физических тел не превы-

шает ±1 % от верхнего предела измерений.

Имеются цветовые пирометры с дифференциальной измерительной схемой, включающей два фотоэлемента.