Устройство оптического пирометра

Оптический пирометр ОППИР-09 включает в себя следующие принципиально важные элементы: оптическую систему; фото-метрическую лампу; электроизмерительный прибор с двумя пределами измерений: и .

Оптическая и электрическая схема пирометра показана на рис. 1.4.

Составными частями оптической системы пирометра являются:

a) объектив 2, служащий для создания изображения объекта, температуру которого измеряют, в плоскости нити фотометрической лампы 4;

b) ослабляющий светофильтр 3, который вводят в оптическую систему при работе на втором пределе измерения ( ). Необ-ходимость длительного сохранения полной неизменности характеристик фотометрической лампы пирометра запрещает нагревать ее нить свыше 1400 . Поэтому при измерении более высоких температур надо ослаблять яркость излучения объекта так, чтобы ослабленная яркость объекта измерения при его наивысшей возможной температуре (для ОППИР-09 это 2000 ) не превосхо-дила яркости, соответствующей 2000 . Это ослабление яркости достигается введением между объектом 2 и фотометрической лам-пой 4 ослабляющего светофильтра 3, сделанного из специального окрашенного стекла, поглощающего часть излучения;

c) окуляр 5, служащий для рассмотрения нити фотометрической лампы на фоне изображения объекта;

d) диафрагма 7.

Фотометрическая лампа включена в электрическую схему последовательно с понижающим трансформатором 12 и реостатом 11. Реостат служит для регулирования тока накаливания фотометрической лампы. Электроизмерительный прибор – вольтметр 10 – включен параллельно фотометрической лампе. Шкала его проградуирована непосредственно в градусах яркостной температуры.

Рис. 1.4. Оптическая и электрическая схема пирометра ОППИР-09: 1 – нить накаливания лампы; 2 – объектив; 3 – ослабляющий светофильтр; 4 – нить фотометрической лампы (эталон); 5 – окуляр; 6 – красный свето-фильтр;7 – диафрагма; 8 – оправа; 9 – глаз наблюдателя; 10 – вольтметр, проградуированный в градусах Цельсия; 11 – реостат; 12 – понижающий трансформатор; 13 – ЛАТР

Рис. 1.5. Общий вид оптического пирометра ОППИР-09: 2 – объектив; 3 – поворотная головка (для введения, ослабляющего светофильтра); 5 – окуляр; 6 – поворотная обойма красного светофильтра; 10 – шкала вольтметра (в градусах Цельсия); 11 – кольцо реостата (для изменения накала эталонной лампы)

Общий вид оптического пирометра ОППИР-09 показан на рис. 1.5.

В корпусе смонтирована труба объектива 2, внутри которой может скользить выдвижной тубус с укрепленной на нем линзой объектива. Наибольшее возможное выдвижение тубуса объектива обеспечивает получение четкого изображения накаленного объекта при удалении от объектива от 0,7 м до оптической бесконечности.

Поворотная головка 3 вводит в поле зрения ослабляющий светофильтр. Светофильтр введен, когда белая указательная точка на поворотной головке совпадает с цифровым указателем «20» на корпусе.

Окулярная система смонтирована в выдвижном тубусе окуляра 5. В тубусе окуляра установлены на конце, обращенном внутрь корпуса пирометра, линза окуляра, а на противоположном внешнем конце, обращенном к наблюдателю, монохроматический красный светофильтр и выходная диафрагма. Красный монохроматический светофильтр укреплен в поворотной обойме 6. Поворотом обоймы светофильтр может быть выведен из поля зрения при измерении низких температур (до 900 ), когда яркость мала. Возможность выдвижения тубуса оку-лярной системы обеспечивает четкую видимость нити фотометрической лампы и создаваемого в плоскости нити изображения объекта.

Электроизмерительный прибор встроен в пирометр для измерения падения напряжения на фотометрической лампе, меняющегося в зависимости от тока накала нити фотометрической лампы, а следовательно, и от ее температуры, равной при фотометрическом равновесии измеряемой яркостной температуре накаленного объекта.

Действительная температура тела Т может быть вычислена, если известна его яркостная температура , через коэффициент моно-хроматической испускательной способности для исследуемого тела К. Для вольфрама .

На рис. 1.6 представлена зависимость истинной температуры объекта Т, , от его яркостной температуры , , для вольфрама ( мкм).