ПИРОМЕТРЫ

ПИРОМЕТРЫ

       

приборы для измерения темп-ры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптич. диапазоне спектра. Тело, темп-ру к-рого определяют при помощи П., должно находиться в тепловом равновесии и обладать коэфф. поглощения, близким к единице (см. ПИРОМЕТРИЯ). Применяют яркостные, цветовые и радиационные П. Широко распространены яркостные П., обеспечивающие наибольшую точность измерений темп-ры в диапазоне 103—104 К. В простейшем визуальном яркостном П. с исчезающей нитью объектив фокусирует изображение исследуемого тела на плоскость, в к-рой расположена нить (ленточка) спец. лампы накаливания. Через окуляр и красный фильтр, позволяющий выделять узкую спектр. область ок. длины волны lэ=0,65 мкм, нить рассматривают на фоне изображения тела и, изменяя ток накала нити, добиваются, чтобы яркости нити и тела были одинаковыми (нить становится неразличимой на фоне тела). Шкалу прибора, регистрирующего ток накала, градуируют обычно в °С или К, и в момент выравнивания яркостей нити и тела прибор показывает т. н. яркостную температуру (Тb) тела. Истинная темп-pa тела Т определяется на основе законов теплового излучения Кирхгофа и Планка по ф-ле:

T=Tbc2/(c2+lэlnal,T), (1)

где c2=0,01488 м•К (т. н. 2-я постоянная излучения), al,T — коэфф. поглощения тела, lэ — эффективная длина волны П.

Точность результата в первую очередь зависит от строгости выполнения условий пирометрич. измерений (коэфф. поглощения al,T близок к значению а абсолютно чёрного тела и др.). Для выполнения этих условий обычно наблюдают излучение, выходящее из полости с небольшим выходным отверстием, имитирующим абсолютно чёрное тело. Осн. инструментальная погрешность обусловлена нестабильностью температурной лампы. Заметную погрешность могут вносить также индивидуальные особенности глаза наблюдателя. У фотоэлектрических П. этот вид погрешности отсутствует. Погрешность образцовых лаб. фотоэлектрич. П. не превышает сотых долей К при Т = 1000 К. Образцовые яркостные П. приняты в качестве осн. интерполяционных приборов, определяющих Международную практическую температурную шкалу (МПТШ-68) при теми-pax выше точки затвердевания золота (1064,43°С).

Для измерения темп-ры тел, у к-рых коэфф. a постоянен в оптич. диапазоне спектра, применяют цветовые П. Этими П. определяют отношение яркостей b1(l1,T)/b2(l2,Т) обычно в синей и красной областях спектра (напр., для длин волн l1=0,48 мкм и l2=0,60 мкм). Шкала прибора градуирована в °С и показывает цветовую температуру Тс. Истинная темп-pa Т тела определяется по ф-ле:

Точность цветовых П. ниже, чем у яркостных.

Наиболее чувствительны (но и наименее точны) радиац. П., или П. суммарного излучения, регистрирующие полное излучение тела. Действие их основано на Стефана — Больцмана законе излучения и Кирхгофа законе излучения. Объектив радиац. П. фокусирует наблюдаемое излучение на приёмник (обычно термостолбик или болометр), сигнал к-рого регистрируется прибором, калиброванным по излучению абсолютно чёрного тела и показывающим радиационную температуру Тr. Истинная темп-pa тела определяется по ф-ле:

Т=a1/4TТr, (3)

где aT— полный коэфф. поглощения тела. Радиац. П. можно измерять темп-ру начиная с 200°С. В пром-сти этот П. широко применяют в системах контроля и управления температурными режимами разнообразных технологич. процессов.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ПИРОМЕТРЫ

- приборы для измерениятемп-ры тел по интенсивности их теплового излучения в оптич. диапазонедлин волн. Тело, темп-ру к-рого определяют П., должно находиться в состояниитермодинамич. равновесия и обладать коэф. поглощения, близким к единице(см. Пирометрия оптическая). Применяют яркостные, цветовые и радиац. <П. Яр костные П. обеспечивают наиб. точность измерений темп-ры в диапазоне10³ - К)⁴ К. В простейшем визуальном яркостном П. <с исчезающей нитью объектив фокусирует изображение исследуемого тела наплоскость, в к-рой расположена нить (ленточка) спец. лампы накаливания. <Через окуляр и красный фильтр, позволяющий выделять узкую спектральнуюобласть вблизи длины волны = 0,65 мкм, нить рассматривают на фоне изображения тела и, изменяя токв нити накала лампы, добиваются, чтобы яркости нити и тела стали одинаковыми(нить становится неразличимой на фоне тела). Шкалу прибора, регистрирующеготок, градуируют обычно в °С или К, и в момент выравнивания яркостей нитии тела прибор фиксирует т. н. яркостную темп-ру ( Т _ь )тела. <Истинная темп-pa тела Т определяется на основе законов тепловогоизлучения (Кирхгофа и Планка) по ф-ле

где с ₂ = 0,01488 мК (т. н. втораяпостоянная излучения),- коэф. поглощения тела,- эфф. длина волны П.
Точность результата в первую очередь зависитот строгости выполнения условий пирометрич. измерений (близость к единицекоэф. поглощения и др.). Для выполнения этих условий обычно наблюдают излучение, выходящееиз полости с небольшим отверстием, представляющим собой модель абсолютночёрного тела. Осн. инструментальная погрешность обусловлена нестабильностьютемпературной лампы. Заметную погрешность могут вносить индивидуальныеособенности глаза наблюдателя.
У фотоэлектрич. яр костных П. этот видпогрешности отсутствует. Погрешность образцовых лабораторных фотоэлектрич. <П. не превышает сотых долей К при Т~ 1000 К. Образцовые яркостныеП. приняты в качестве оси. интерполяц. приборов, определяющих Международнуюпрактич. температурную шкалу (МПТШ-68) при темп-pax выше точки затвердеваниязолота (1064,43°С).
Для измерения темп-ры тел, у к-рых коэф.постоянен в оптич. диапазоне спектра, применяют цветовые П. Этими П. измеряютотношение яркостей обычно в синей и красной областях спектра (напр., для длин волн = 0,48 мкм и = 0,60 мкм). Шкала прибора градуируется в °С и показывает цветовую темп-ру Т _с. Истиннаятемп-pa тела определяется по ф-ле

Точность цветовых П. ниже, чем яркостных.
Наиб. чувствительны (но наименее точны)радиац. П. (П. суммарного излучения), регистрирующие полное излучение тела. <Действие их основано на Стефана- Больцмана законе излучения ина Кирхгофа законе излучения. Объектив радпац. П. фокусирует наблюдаемоеизлучение на приёмник (обычно термостолбик или болометр), сигнал к-рогорегистрируется прибором, калиброванным по излучению абсолютно чёрного телаили показывающим радиац. темп-ру Т _r. Истинная темп-paтела определяется по ф-ле

где - полный коэф. поглощения тела. Радиац. П. измеряет темп-ру начиная с 200°С. В промышленности этот тип П. широко применяют в системах контроля иуправления температурными режимами, разл. технол. процессов.

Лит. см. при ст. Пирометрия оптическая.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.