Пирометры излучения

Для измерения температуры бесконтактным способом применяют пирометры, принцип работы которых основан на измерении суммарной энергии или состава излучения нагретого тела. В зависимости от способа измерения различают ра­диационные, оптические, фотоэлектрические и цветовые пирометры.

Радиационные пирометры. Эти пирометры измеряют полную (световую и теп­ловую) энергию излучения тела с помощью телескопа и вторичного прибора. Телескоп радиационного пирометра служит бесконтактным датчиком температуры и состоит из оптической системы, в фокусе которой находятся рабочие спаи термобатареи, т. е. нескольких соединенных последовательно термопар. Термобатарея преобразует излучаемую поверхностью нагретого тела энергию в ТЭДС, которая измеряется вторичным прибором. При наличии во вторичном приборе регулирующего устройства радиационный пирометр позволяет автоматически регулиро­вать температуру в объекте (печь, ванна).

Наибольшее распространение получили пирометры типа «Рапир» с диапазоном измерения от 100 до 4000°С и ПРК-600 с диапазоном измерения от 400 до 2000° С. Если степень черноты измеряемого тела близка к единице и температура корпуса телескопа не превышает 20° С, то основная погрешность указанных пирометров в диапазоне температур 400—2500°С составляет соответственно ±18 - ±30°C. Дополнительная погрешность пирометров «Рапир» вследствие нагрева корпуса телескопа, например, до 100°С достигает ±18° С. Если температура корпуса телескопа превышает 100° С, то его помещают в специальный защитный водо охлаждаемый кожух. В пирометре ПРК-600 нагрев корпуса телескопа до 200° С не приводит к дополнительной погрешности ввиду наличия специального компен­сирующего устройства. Тепловая инерция пирометра «Рапир» не превышает 4 с, алирометра ПРК-600 1,8 с.

В настоящее время также серийно выпускаются новые радиационные пиро­метры типа ВПР-40 с погрешностью измерения ± 20° С температуры до 2000° С, типа РПК-Ю1, измеряющего температуру в диапазоне от 1100 до 1800° С с инструментальной погрешностью 8° С.

Оптические пирометры. Эти пирометры, называемые также яркостными, используют для периодического контроля температуры в печах и ваннах, С их помощью измеряют температуру по монохроматической яркости (интенсивности излучения) тела в видимой области спектра путем сравнения ее с яркостью нити эталонной пирометрической лампочки. Изменением тока накала нити ее яркость доводится до яркости измеряемого тела, при этом нить исчезает на его фоне, так как тело и нить имеют одинаковую температуру.

Отечественной промышленностью выпускаются оптические пирометры типа ОППИР-017.

В зависимости от диапазона измеряемых температур пирометр выпускается в трех модификациях: 800—2000°С; 1200—3200°С и 1500—6000° С. Основная погрешность в диапазоне измерения 800—1400°С составляет ±20° С, а в диапа­зоне 1200-2000° С ±30° С.

Пирометр «Проминь» выполнен в виде малогабаритного переносного прибора. Измерительная схема прибора, обеспечивающая большую точность измерения по сравнению с ОППИР-017, — одинарный мост, в одно из плеч которого включены пирометрическая лампочка и реохорд уравновешивания, связанный со шкалой яркостных температур. Диа­пазон измеряемых температур пирометра 800—4000° С. Основная погрешность в пределах измерения температур 800—1400°С не превышает ± 12° С, в пределах 1800—3200° С — ± 50° С.

Фотоэлектрические пирометры. Для автоматического измерения, записи и регулирования яркостной температуры тела с помощью фотодатчика и вторич­ного прибора используют фотоэлектрические пирометры частотного излучения. Фотодатчик состоит из оптической системы, светофильтра и фотоэлемента, пре­образующего энергию излучения тела в фототок, который усиливается электрон­ным блоком и измеряется вторичным прибором. В качестве вторичного прибора чаще всего используются электронные потенциометры, обеспечивающие измере­ние, запись, сигнализацию и регулирование температуры.

Для измерения температуры в интервале 200—1200°С выпускаются фото­электрические пирометры типа ФП и пирометры-регуляторы типа ФПР.

Цветовые пирометры. Эти пирометры измеряют температуру по отношению интенсивностей монохроматического излучения тела для двух диапазонов длин волн красного и сине-зеленого участков видимой части спектра. Такое отношение характеризует так называемую цветовую температуру, которая совпадает с истин­ной для абсолютно черного и серых тел.

Пирометры типа ЦЭП-З и РЭД-018 предназначены для контроля и регистрации высоких температур в диапазоне от 1400 до 2800° С..

Дата добавления: 2014-01-04