Пирометры полного излучения (радиационные)

Пирометры полного излучения измеряют радиационную температу- ру тела, поэтому их часто называют радиационными (или радиометрами). Принцип действия данных измерителей температуры основан на использо- вании закона Стефана-Больцмана.

Пирометр снабжен оптической системой (линзой, зеркалом), соби- рающей испускаемые нагретым телом лучи на каком-либо теплоприемни- ке. Теплоприемник обычно состоит из миниатюрной термоэлектрической батареи (из нескольких малоинерционных последовательно соединенных ТЭП), термометра сопротивления или полупроводникового терморези- стора. В качестве измерительных приборов применяют милливольтметры,

автоматические потенциометры и уравновешенные мосты.

Пирометр с термобатареей (рис. 2.32) состоит из телескопа с линзой

1 объектива и линзой 2 окуляра. На пути лучей линзы 1 установлена диа-

фрагма 3, а в фокусе линзы объектива – термоэлектрическая батарея 4.

Рабочие спаи ТЭП прикреплены к крестообразной пластинке из пла- тиновой фольги, покрытой платиновой чернью для лучшего поглощения падающих лучей. Свободные концы ТЭП термометров укреплены на слю- дяной пластинке, а соединительные провода выведены к клеммам, нахо- дящимся в корпусе телескопа. Перед окулярной линзой помещено цветное стекло 5 для защиты глаз при установке пирометра. Температура рабочих концов термобатареи не должна превышать 250 °С. Для уменьшения числа лучей, падающих на термобатарею, служит диафрагма 3.

 

Рис.2.32. Принципиальная схема пирометра полного излу-

чения с термобатареей в стеклянном баллончике:

1,2-линзы; 3-диафрагма; 4-батарея; 5-цветное стекло;

6 - милливольтметр.

 

Вид материала линзы определяет интервал измеряемых температур и градуировочную характеристику. Стекло из флюорита обеспечивает воз- можность измерения низких температур начиная с 1000С, кварцевое стекло используется для температуры 400 - 15000С, а оптическое стекло для тем- ператур 9500С и выше.

Зависимость действительной температуры тела от радиационной,

измеряемой пирометром, выражается зависимостью:

 

Tд = Tp 4 ε,

где ε - степень черноты физического тела для всех длин волн.

Данными пирометрами измеряют температуру от 100 до 35000С. Ос-

новная допустимая погрешность технических промышленных пирометров возрастает с увеличением верхнего предела измерения и для температур

1000, 2000 и 30000С составляет соответственно ±12; ±20 и ±350С.

Точный учет количества поступающей в приемник лучистой энергии крайне сложен, так как между теплоприемником и окружающей средой происходит теплообмен, поэтому прибор может иметь не поддающиеся учету погрешности. Несмотря на эти недостатки, пирометры полного из- лучения широко применяют в производственной практике; они могут быть установлены стационарно, позволяют применять дистанционную передачу, автоматически записывать и регулировать температуру.