Пирометр яркостной

Рис. 1.8. Принципиальная схема яркостного фотоэлектрического пирометра.

Квазимонохроматические пирометры. Предназначены для измерения температуры нагретого тела бесконтактным методом путем визуального определения энергетической яркости измеряемого тела при длинах волн, как правило, близких 0,65 мкм. Действительная температура тела Т может быть определена по яркостной температуре Та по формуле [c.349]

Оптические пирометры, как и радиационные, градуируют ио излучению абсолютно черного тела. Поэтому при измерении температур реальных тел они показывают более низкую по сравнению с действительной — так называемую яркостную монохроматическую температуру, т. е. температуру абсолютно черного тела, при которой интенсивность монохроматического излучения последнего равна интенсивности монохроматического излучения реального тела. Однако погрешность от неполноты излучения у оптического пирометра меньше, чем у радиационного. Так, при коэффициенте теплового излучения 0,9— 0,7 погрешность в измерении равна 7—25 °С при измерении температуры около 1000 С и 15—50 °С при измерении температуры 1500 С, т. е. достигает 0,7—3,0%-Тем ие менее для неокисленных тел (в вакууме, защитной атмосфере) с е=0,3- 0,4 эта погрешность может достигать 100 °С. [c.35]

Оптическая пирометрия основана на измерении интенсивности излучения нагретого тела, которая связана с его температу ол законами теплового излучения или термического равновесия. Различают спектральную (яркостную), радиационную и цветовую пирометрию. Область применимости оптической пирометрии ограничена чувствительностью приемников излучения, поскольку с понижением температуры интенсивность излучения уменьшается. [c.105]

Разница между измеренной оптическим пирометром яркостной температурой 2400 К и истинной температурой, вычисленная по этой формуле, при излучательной способности 0,9 0,4 и 0,3 составляет 27 262 и 357 К [9, с. 426]. Поэтому при использовании яркостного метода для измерения температур конденсированных смесей, содержащих окислитель и металлическое горючее, необходимо- дополнительно производить измерение излучательной способности исследуемого участка пламени (непосредственно в мо- [c.25]

К достоинствам оптических пирометров относятся удобство в обращении, высокий температурный предел измерений и достаточная для практики точность. Их недостатками являются некоторая субъективность в оценке результатов измерения (так как при сравнении яркостей индикатором служит человеческий глаз вместо нуль-прибора) невозможность использования для автоматической записи и регулирования температуры возможность измерения только яркостной, а не истинной температуры тела. [c.153]

Значительно более точными по сравнению с радиационными являются оптические пирометры (пирометры частичного излучения). Они работают на принципе сравнения яркости свечения измеряемого тела с яркостью свечения нити электрической лампочки, температура которой однозначно связана с проходящим через нее током. Сравнение осуществляется наблюдателем, причем человеческий глаз способен весьма точно уловить момент равенства яркостного свечения обоих объектов, когда температуры и нити, и измеряемого тела будут равны и могут быть определены по показанию включенного в цепь лампы прибора, заранее проградуированного непосредственно в градусах. [c.34]

В фотометрии и пирометрии яркостную температуру определяют обычно для длины волны Х=0,665 мк. Кажущаяся яркостная температура всегда меньще истинной температуры тела. Для измерения яркостной температуры служит оптический пирометр. Устройство пирометра с исчезающей нитью показано на рис. 1,. 16. В фокальной плоскости объектива 1 пирометра получается изображение нагреваемого тела, наблюдаемое через окуляр 4. В этой же плоскости находится накаливаемая нить 2. В окуляр одновременно видно изображение поверхности тела и раскаленной нити. Спектральный участок наблюдения выделяется монохроматическим светофильтром 3, расположенным около окуляра (обычно ставят крас- [c.30]

Яркостные пирометры основаны на одновременном наблюдении за яркостью свечения контролируемого объекта в инфракрасном (при температуре менее 600"С) или видимом диапазоне электромагнитных волн и эталонного источника (обычно накаливаемой нити). Изменяя яркость свечения нити путем регулировки протекающего тока и сравнивая через монохроматический фильтр яркость нити на фоне контролируемого объекта (при низких температурах с помощью преобразователей), оператор добивается пропадания части изображения нити с наивысшей температурой. В этом случае температура участка нити и контролируемого объекта будут одинаковы, что позволяет по градуировке регулятора тока накала найти температуру контролируемого объекта. [c.189]

Спектральная (яркостная) пирометрия основана на измерении интенсивности излучения при фиксированной длине волны. При этом спектральный пирометр калибруется по излучению (на той же длине волны) абсолютно черного тела в градуса яркостной температуры Тх, связанной с термодинамической температурой Т соотношением [c.105]

Значения поправок на неполноту излучения для квазимонохроматических пирометров приведены в табл. 7.10. Эти же значения поправок могут быть использованы для фотоэлектрических пирометров, работающих по яркостному методу. Для пирометров спектрального отнощения значения поправок, как правило, в несколько раз меньше, чем у квазимонохроматических пирометров. [c.350]

В системе используется вихретоковый прибор со специальным накладным преобразователем, заключенным в двойную металлическую оболочку из коррозионно-стойкой стали, охлаждаемую водой. Для компенсации влияния изменения температуры трубы на показания прибора применен измеритель температуры - яркостный фотоэлектрический пирометр, состоящий из сферически вогнутого зеркала и фотодиода. Напряжение с фотодиода, пропорциональное температуре трубы, подается на ламповый вольтметр толщиномера и вносит соответствующую поправку в его показания. Толщина стенки измеряется при скорости движения труб до 7. .. 8 м/с. Суммарная погрешность измерения толщины стенки горячей трубы не превышает 4 % от номинального значения. [c.597]

Гросс и Конвей [39] при изучении особенностей горения так называемого алюминиевого солнца (горение капли алюминия в кислороде) провели измерение температуры зоны реакции с помощью оптического пирометра. По их измерениям температура пламени лежит в пределах 3030- 3530 °С. В работе [40] исследована цветовая и яркостная температура кислород-алюминиевой лампы-вспышки. Для всех типов ламп максимальна температура (определенная пирометром) равна 3500 °С и приближается к расчетной. Их яркостная температура несколько меньше и лежит в пределах 2930—3180 °С, [c.44]

При измерении температуры пламени жидкостей, сгорающих в резервуарах, довольно удобными являются пирометры с исчезающей нитью. Но, как известно, эти приборы дают так называемую яркостную температуру, т. е. температуру абсолютно черного тела, яркость которого в данном интервале длин волн одинакова с яркостью взятого пламени. Яркостная температура может очень сильно отличаться (на несколько сотен градусов) от истинной температуры в зависимости от степени черноты измеряемого объекта. В последние годы предложен ряд приемов, которые позволяют достаточно просто найти при помощи пирометров истинную температуру пламени и определить степень черноты последнего [17, 18]. К таким приемам относится метод, при котором яркостная температура пламени определяется для двух различных длин волн, и способ, в котором используется так называемая температурная лампа. Остановимся подробнее на последнем методе. [c.62]

При измерении яркостной температуры пирометром обычно используют красный фильтр, пропускающий лучи, эффективная длина волны которых равна 0,65 мк. Величина отношения СзД в этом случае равна 2,18.10 град. Таким образом, измерив яркостные температуры и используя соотношения [c.63]

Фотоэлектрический пирометр ФЭП-0,65 представляет собой вариант оптического пирометра, разработанного специально для измерения температуры пиротехнических пламен с фиксацией данных измерения на осциллографе. С помощью ФЭП-0,65 измеряют среднюю яркостную температуру и излуча-тельную способность пламени (количество энергии определен- [c.77]

При измерении температуры физического тела оптическим пирометром переход от яркостной (кажущейся) температуры к истинной производится по уравнению Вина с некоторым преобразованием. [c.151]

Сравнивая правые части уравнений (103) и (104) после логарифмирования, получим уравнение для вычисления действительной температуры Т физического тела по яркостной (кажущейся) температуре Т , измеренной оптическим пирометром, [c.152]

В гл. 16 и 17 излагаются оптические методы измерения температуры пламен. Этим вопросом Пеппер занимался длительное время. В первой из этих глав обсуждаются различные методы измерения температуры (яркостной, цветовой, метод обращения и его модификация, двухпутный метод, метод горячей проволочки с компенсацией). Во второй же дискутируется вопрос о температуре заселения и трансляционной температуре радикалов. В качестве дополнительной литературы к этим главам можно рекомендовать сборник статей Оптическая пирометрия плазмы [48] и книги Гейдона и Вольфгарда Пламя, его структура, излучение и температура [49] и Кадышевича ]йзмеренйе температуры пламен [50]. Поскольку в книге Пеннера отечественные работы по оптической пирометрии пламен не отражены, мы сочли целесообразным привести библиографию по этому вопросу [53—70]. [c.10]

Стабильность показаний оптического пирометра с исчезающей нитью зависит главным образом от постоянства характеристик электроизмерительного прибора и пирометрической лампы. Пирометрическая лампа с вольфрамовой нитью в течение длительного периода сохраняет присущую ей зависимость яркости нити от величины протекающего через нее тока, если предел яркостных температур не превышает 1400°. [c.155]

Главным недостатком описанных выше оптических пирометров является то, что они измеряют не истинную, а яркостную темпера-гуру. Поэтому желательно иметь такой метод измерения температуры реальных физических тел пирометрами излучения, при котором не требовалось бы введения поправок или эти поправки были бы незначительными. [c.160]

Указательный прибор А предварительно градуируют по черному телу, при этом устанавливают величины тока накала нити, при которых нить исчезает при различных температурах черного тела. Наведя пирометр на исследуемый источник и подобрав ток так, чтобы нить исчезла, можно на основании градуировки определить яркостную температуру Ть источника или его излучательную способность Гх, которая будет равна излучательной способности абсолютно черного тела с температурой, соответствующей полученному отсчету указательного прибора. Следует подчеркнуть, что определяемая оптическим пирометром температура не является истинной температурой тела Т, которую определяют затем по формуле (1.45). [c.30]

Электрические лампы накаливания являются простым и эффективным источником инфракрасного излучения. Некоторым понижением температуры нити по сравнению с осветительны.ми лампами (например, до 2200° К) можно сдвинуть спектральную характеристику в более длинноволновую часть спектра и уменьшить долю видимого излучения. При необходимости оценить излучение имеющейся электрической лампы накаливания ее яркостную или цветовую температуру можно определить оптическим пирометром (см. разд. 1.3.5). [c.50]

В период исследования и наладки работы печи для контроля температур материала в разных сечениях печи применялись пирометрические кружки. В последующем для этой цели были установлены автоматические фотоэлектрические яркостные пирометры ФЭП-3 и ФЭП-4. Проведенные эксперименты и обработка данных статистическими методами с выводом корреляционных зависимостей между изменениями температур и качества продукта (содержания фтора) позволили установить, что эти приборы могут успешно служить для контроля температур в печи. [c.128]

СТИ известны для значительной части спектра. Поэтому для калибровки лампы с вольфрамовой лентой можно применять обыкновенный оптический пирометр, калиброванный по черному телу для различных известных температур в спектральной области >.=0,665 А. Таким образом получается зависимость между энергией, сообщаемой лампе с вольфрамовой лентой, и ее яркостной температурой в красной области, т. е. температурой черного тела, равной яркости в красной области. Соответственные кривые для других спектральных областей могут быть получены следующим образом. Соотношение между действительной температурой Т вольфрамовой ленты и ее яркостной температурой Т дается уравнениями (3.151) и (3.153) [c.359]

В связи с этим для целей нераэрушающего контроля наибольшее применение получили бесконтактные методы измерения температуры по тепловому излучению с помощью пирометров, которые принципиально не имеют ограничений по верхнему значению измеряемых температур. В зависимости от принципа действия различают пирометры яркостные, цветовые и радиационные [1, 15, 16]. Последние, особенно предназначенные для измерения малых температур, иногда называют радиометрами (измерителями радиационного потока). Некоторые данные по параметрам различного типа пирометров приведены в табл. 5.7. [c.189]

Но так как излучение тела зависит не только от его температуры, но и от его коэффициента теплового излучения, разные тела при одной и той же температуре будут посылать на рабочий конец термоэлемента пирометра разное количество энергии. Поэтому градуировку этих пирометров производят по специальной эталонной лампе, имеющей свойства абсолютно черного тела. При измерении температуры реальных физических тел пирометр будет показывать меньшую против действительной яркостную температуру интегрального излучения. Для больщинства нагреваемых в электрических печах изделий и материалов, поверхность которых окислена, коэффициент теплового излучения е=0,9 0,7, и для них погрешность измерения составит 2,5—9,0%. В случае нагрева в защитной атмосфере или в вакууме, когда поверхность тел блестящая и е достигает 0,4—0,3, погрещ-ность равна 25—35%- Поэтому с помощью радиационного пирометра нельзя вести точное измерение температуры, пользоваться им можно лишь в случаях, когда поверхность объекта излучения близка по своим свойствам к абсолютно черному телу или точно известен коэффициент теплового излучения тела, температуру которого надо измерить. [c.34]

Фотоэлектрические пирометры. С их помощью можно либо измерять температуру по яркостному методу, либо использовать как пирометр частичного излучения. В первом случае используется зависимость температуры от спектральной энергетической яркости, а во втором — от температуры энергетической яркости излучения в ограниченном интервале длин волн, не описывающаяся ни формулой Планка, ни формулс-й Стефана-Больцмана. [c.350]

В соответствии с методом с помощью пирометра измеряют две температуры поверхности— яркостную Гцрн (см. разд. 7) и истинную Гист — в монохроматическом свете с длиной волны [c.461]

В связи с этим приоритет отдан бесконтактным системам контроля, основанным на использовании законов излучения тел с учетом их оптических характеристик. Среди них важное место зантают всевозможные пирометры радиационные, основанные на взаимосвязи между температурой тела и общим потоком энергии, излучаемой этим телом в широком диапазоне длин волн яркостные, учитывающие зависимость яркости излучения тела от температуры в определенном диапазоне частот, и цветовые, основанные на измерении распределения энерпш внутри измеряемого участка спектра в зависимости от температуры. Использование пирометров обеспечивает малую инерционность системы контроля, оперативное управление и высокую точность ( 0,1 + 0,5°). Чувствительность такггх систем, однако, зависит от степени прозрачности окна кристаллизационной камеры, обеспечивающего вывод теплового излучения. В процессе кристаллизации оно может запыляться, что ведет к существенному падению чувствительности системы. Использование же термопар и пирометров в высокоинерционных системах вполне допустимо, поскольку тепловая инерция системы сглаживает температурные возмущения. Указанные датчики обеспечивают условия, при которых вся система не выходит из стационарного состояния. Техническое воплощение высокоинерционных систем не связано с особенными трудностями. Тем не менее, они требуют создания громоздких кристаллизационных установок, что целесообразно при выращивании крупных и особо крупных монокристаллов, или при массовом их производстве. [c.142]

Последний образец получен авторами вакуумным опособом при пиролизе метана на поверхности графитовой пластинки размером 15 X 6 X 60 мм, нагретой непосредственным пропусканием через нее электрического тока до яркостной температуры 2200° С при остаточном давлении в вакуумной амере 15—18 мм рт. сг. Температуру измеряли оптическим пирометром ОППИР-017 с точностью до 50° С. Обоим образцам механической обработкой придавали форму прямоугольных пластинок с размерами [c.51]

Для измерения яркостной темнературы пламен используется онтиче-ский пирометр. Область длин волн выделяется широким фильтром. Пирометр используется для сравнения яркости источника с яркостью вольфрамовой инти, нагретой до некоторо известной температуры. [c.396]

Метод нагретой проволоки включен в настоящий обзор потому, что оп самый простой и наиболее распространенный из неоптических методов для контроля и дополнения результатов, полученных одним из оптических методов. Этот метод основан на балансе энергии излучающей проволоки, помещенной в вакуум и внесенной в пламя. Шмидт [28] нагревал электрически проволоку в вакууме и определял ее яркостную температуру оптическим пирометром. Одновременно измерялась величина потери энергии за счет излучения на единицу длины проволоки Е чтобы определить функциональную зависимость между Е и температурой проволоки Г р.. Затем определялась величина энергии Е", которую необходимо подвести к проволоке, чтобы поднять ее температуру до 7 яр. в зоне шиамени. Очевидно, в точке пересечения графика зависимости Е от Т р, с кривой изменения Е" в завхтеимости от 2 яр. имеем 7 яр, = 7 яр, и = Е". Но это условно соответствует наличию термического равновесия ) между проволокой и пламенем, поскольку нри этом интенсивность потери энергии проволокой за счет излучения в пламени такая же, как и в вакууме, если пламя и проволока имеют одинаковую температуру. [c.404]

В случае применения оптических пирометров в качестве объекта пирометрирования используют как эффузионное отверстие, так и специальные полости в корпусе камеры, имитирующие условия излучения абсолютно черного тела . Наиболее распространенный тип такой пирометрической полости — цилиндрическое отверстие, излучательная способность которого зависит от отношения его длины к радиусу [118]. Наиболее существенно то, что при L]R > >12 излучательная способность отверстия становится больше, чем 0,995. В этом случае необходимость введения поправки на не-черноту отверстия практически отпадает. Современные лабораторные пирометры с исчезающей нитью (например, типа ЭОП-66) имеют паспортную погрешность в определении температуры 0,1—0,2%. Описано применение в масс-спектрометрических исследованиях автоматического фотоэлектрического пирометра с объективным отсчетом чувствительность его порядка 0,3 К [119]. Во всех случаях ослабление яркости за счет поглощения части излучения стеклянным окном должно быть установлено в контрольном эксперименте и взята соответствующая поправка. Для этой целимы применяем образцовую температурную лампу СИ-10-300 в качестве тела накала, яркостная температура которого измеряется попеременно со стеклом и без него. [c.49]

Температура горения алюминия в кислороде, измеренная Квеллероном и Скартазинн при помощи яркостного пирометра, была найдена равной 3000—3200° С. [c.79]

Существует много различных методов измерения или расчета температур поверхности абляционных материалов в процессе абляции. В испытуемый образец на различную глубину могут быть запрессованы металлические проволочки небольшого диаметра, обладающие известной температурой плавления. После испытания образца визуально, оптическим, рентгенографическим, микроскопическим и металлографическим методами определяют, на какой глубине расплавились проволочки. Более общий метод измерения температуры поверхности заключается в применении оптической радиационной пирометрии с использованием пирометров монохроматического, би-хроматического или суммарного излучения" . При помощи монохроматических приборов определяют яркостную температуру, которую можно пересчитать на истинную температуру поверхности в том случае, когда известна величина излучающей способности. Так как излучающая способность поверхности абляционных пластмасс, вообще говоря, точно не известна, этот экспериментальный метод имеет ограниченное применение. Нижний предел температур абляции можно также определять при помощи монохроматического инфракрасного спектрометра и соответствующей системы зеркал. В этом случае регистрируют спектральное распределение лучистой энергии, излучаемой с поверхности абляции, а затем полученный спектр сопоставляют с характеристическим спектром излучения абсолютно черного тела. Яркостная температура поверхности со-оветствует кривой распределения лучистой энергии абсолютно черного тела, которая точно совпадает с кривой излучения образца в одной точке . Бихроматические пирометры дают возможность измерять истинную температуру поверхности независимо от различия в излучающей способности, так как эти приборы измеряют интенсивность излучения поверхности, соответствующую двум различным спектральным длинам волн. [c.429]

Примечания 1. Синтезированные монокристаллы I — получена закристал-лизованная масса с газовыми включениями 11 — выращены монокристаллы (без затравок) III—получены кристаллические сростки IV — расплав получить не удалось из-за высокого даил.-нпя пара вещества V — галлатные расплавы теряют способность к эмиссии Бтори-шых электронов сразу после расплавления и потому нагрев прекращается сразу VKJ косле расплавления. 2. Температура, фиксируемая на фронте кристаллизации, измерена с помощью яркостного инфракрасного пирометра на длине волны 7 мкм. [c.237]

Методика определения истинной температуры и излучательной способности светящихся пламен была выработана Хоттелем и Броутоном [80]. Экспериментально метод этот требует измерения яркостных температур пламени для двух различных длин волн. В качестве цветных фильтров для оптического пирометра можно применять красные и зеленые экраны, для которых известны эффективные длины волн пропускания. [c.368]

Практически нет необходимости применять в качестве эталонного излучателя абсолютно черное тело. Вместо этого можно прокалибровать источник света по абсолютно черному телу. Удобной является лампочка с вольфрамовой (ленточной) нитью, яркость центральной части которой можно определить как функцию силы тока, проходящего через лампу. В основном, достаточно измерить яркость только в одной части спектра, так как для многих веществ, в том числе и для вольфрама, излучательная характеристика известна в широкой части спектра [18]. Поэтому для калибровки лампы с вольфрамовой нитью можно применять оптический пирометр, который сам калиброван по абсолютно черному телу при различных известных температурах в красной части спектра (X = 0,6651 ). Кривая зависимости энергии (или тока), потребляемой нитью лампы, от яркостной температуры в красной области спектра соответствует температуре абсолютно черного тела в этой области. Соответствующие кривые для других частей спектра могут быть получены следующим путем соотношение между действительной температурой нити лампы Г и ее яркостной температурой Тдается уравнениями, см. [3] и [5] [c.176]