Бесконтактные методы

Рефракторные системы ограничивают пропускание длинных, волн (за счет линз). Это вызывает значительные отклонения от закона Стефана—Больцмана и от вычисляемых на основании этого закона разностей между действительной и радиационной тем­пературой. Градуировка рефракторных пирометров, по суще­ству, получается эмпирической, не связанной строго с законами излучения.

Рис. 17. Схемы телескопов радиационных пирометров: а — с рефракторной оптической системой; б — с рефлекторной оптической систе­мой

Рефлекторные оптические системы (рис. 17,б) концентрируют лучистый поток с помощью вогнутого стального позолоченного зер­кала 7. Концентрированный лучистый поток попадает на приемник излучения 3 со стороны, противоположной положению измеряемого тела относительно телескопа. Наводка на измеряемое тело осущест­вляется с помощью окуляра 4 со светофильтром 5 через отверстие в центре зеркала.

Рефлекторные системы не имеют постоянных промежуточных источников поглощения между измеряемым телом и приемником излучения. Позолоченные поверхности зеркала почти полностью отражают лучи всех длин волн, начиная от ≈0,5 мк. При изме­рениях относительно низких температур, когда излучение коротких волн ничтожно мало, рефлекторные системы почти полностью соот­ветствуют закономерностям Стефана—Больцмана.

К сожалению, в эксплуатации открытые поверхности зеркал оказываются неудобными из-за их загрязнения и потускнения. Применение защитных стекол сводит на нет достоинства рефлекторных систем. Поэтому рефлекторные системы используют лишь при бес­контактных измерениях низких температур, когда максимум излу­чения значительно смещается в сторону длинных волн.

Точность измерения радиационными пирометрами всех конст­рукций существенно зависит от температуры внешней поверхности телескопа. При постоянной температуре измеряемого тела и, следо­вательно, постоянной температуре t приемника излучения, термо-э.д.с. термобатареи изменится, если возникнут изменения темпера­туры телескопа и в связи с этим изменится температура свободных концов термопар t0.

Для компенсации температуры свободных концов t0 термопар в пирометрах, серийно изготовляемых в СССР, применяют два метода. По первому методу шунтируют термобатарею сопротивле­нием Rш из никелевой или медной проволоки. Для этого сопротив­ление устанавливают в корпусе телескопа так, чтобы температуры свободных концов термопар и сопротивления Rш были практически одинаковыми. Этим создается замкнутая цепь (рис. 15), в которой устанавливается ток

где Е- термо-э. д. с., развиваемая термобатареей;

RT — сопротивление термобатареи,

Ток i создает на участке ab падение напряжения

(28)

Так как E=f(Tp), то и =F(Тр ) Величина падения напря­жения измеряется милливольтметром или потенциометром П, отградуированным в единицах радиационной температуры Тр.

Рис. 18. Электрическая измерительная схема ра­диационного пирометра

Рис. .19. Схема компенсации температуры сво­бодных концов термопар радиационного пиро­метра с помощью биметаллических пластин: Т — измеряемое тело: К — корпус телескопа пиро­метра

Если температура свободных концов термопар увеличится, то термо-э.д.с. Е термопар уменьшится. Одновременно увеличится сопротивление Rш, тем самым уменьшая значения знаменателя (28). Можно подобрать такое сопротивление Rш, которое будет компенсировать изменение термо-э.д.с. Е.

По второму методу телескоп снабжается компенсирующим уст­ройством, состоящим из биметаллических пластин и диафрагмиру­ющих заслонок. При увеличении температуры корпуса телескопа, а вместе с ним и температуры свободных концов термобатареи, развиваемая ею термо-э.д.с. уменьшается. Уменьшение термо-э.д.с. компенсируется с помощью биметаллических пластин 2 (рис. 19), которые при повышении температуры корпуса деформируются и раскрывают диафрагмирующие заслонки 1. В результате увели­чивается поток тепловой энергии, поступающей к приемнику излу­чения 3, и повышается температура рабочих концов термопар тер­мобатареи, что и компенсирует увеличение температуры свободных концов.

Другие статьи по теме

Статистическая обработка экспериментальных данных
Измерения — один из важнейших путей познания природы человеком. Они играют огромную роль в современном обществе. Наука и промышленность не могут существовать без измерений. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, гд ...

Проектирование двухступенчатого цилиндрическо-червячного редуктора
Спроектировать двухступенчатый цилиндрическо-червячный редуктор с нижним расположением червяка для привода ленточного конвейера. Исходные данные: P=5 kH; V=0,6 м/c; D=250 мм ( ...