ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Погрешности пирометров излучения из "Температурные измерения " Коэффициенты излучательной способности многих тел зависят от длины волны и температуры, а также от конструкции изделия и свойств поверхности тел. Поэтому рекомендации о влиянии коэффициента излучательной способности на показания различных типов пирометров носят общий характер. Значения коэффициентов излучательной способности различных материалов приведены в табл. 9.2 и 9.3. [c.323] При точном измерении действительных температур раскаленных объектов методами яркостной пирометрии вводимая в показания оптического пирометра поправка не отличается высокой достоверностью. Поэтому в случае промышленных измерений температуры объектов с относительной погрешностью менее 0,1 необходимо знать коэффициенты излучательной способности объектов. [c.324] Если у данного объекта монохроматический коэффициент излучательной способности для разных длин волн практически одинаков, то он равен полному коэффициенту излучательной способности, т. е. [c.325] Погрешность пирометра, обусловленная коэффициентом частичкой излучательной способности е,,. Зависимость между действительной температурой Т, температурой частичного излучения и коэффициентом излучательной способности 8,, нельзя выразить формулами из-за изменчивости диапазона длин волн и распределения спектральной чувствительности пирометра частичного излучения от Ха до Хх, Коэффициент излучательной способности определяется интегрированием уравнения в рабочем диапазоне длин волн данного пирометра. [c.325] Для пирометра частичного излучения можно найти зависимость между Т, и е , если известна характеристика сигнала и = [ (Г) и его величина пропорциональна мощности измеряемого излучения. Последнее условие справедливо для пирометров с термоэлектрическими и фотоэлектрическими приемниками излучения. По известной зависимости температуры от сигнала пирометра находят сигнал для черного тела и сигнал для объекта. Зависимость радиационной и частичной температур от действительной температуры для пирометров полного и частичного излучения определяется экспериментально с помощью нейтрального ослабления мощности излучения черного тела (как в случае квазимонохроматических пирометров). Если зависимости Г = / (Гр) и Г = / (Т ) представить в виде зависимостей и 8,, от действительной и измеренной температур, то можно определить коэффициент излучательной способности или при известном е и измеренной температуре определить действительную температуру. [c.325] Значение температуры частичного излучения находится между радиационной температурой и яркостной температурой. В зависимости от расположения и ширины спектрального участка пирометр частичного излучения является либо пирометром полного излучения, либо квазимонохроматическим пирометром. [c.325] Погрешности, обусловленные коэффициентами излучательной спо собности пирометров различных типов. Согласно данным, призе денным в табл. 9.2, без учета поправки на коэффициент излучательной способности при промышленных измерениях температуры допускаемая методическая погрешность составляет примерно 0,5... 1,5%. Разброс значений температуры, измеренной различными пирометрами, приведен в табл. 9.5. [c.326] В квазимонохроматическом пирометре, созданном на основе инфракрасного излучения (Л = 2,5 мкм), а также в пирометре полного излучения необходимо, чтобы 0,9. Без учета поправки эти пнромбтры пригодны только для сравнительно грубых измерений. Коэффициент излучательной способности материалов в инфракрасной области уменьшается с увеличением длины волны, за исключением многих окислов, у которых он возрастает. [c.326] Примечание. В скобках указаны значения, при которых применение пирометров допустимо, но не рекомендовано. [c.327] В пирометрах полного излучения с более широкой спектральной характеристикой, снабженных, например, кварцевым (или флюори-тоБЫм) объективом, последний действует почти так же, как стеклянный объектив в пирометрах, предназначенных для измерения высоких температур. Таким образом, указанные пирометры также близки по своим свойствам к коротковолновым монохроматическим пирометра.м. [c.327] Если квазимонохроматический пирометр работает в более коротковолновом участке спектра, то его методические погрешности снижаются. Поскольку коэффициент излучательной способности большинства материалов повышается с уменьшением длины волны, методическая погрешность уменьшается в два — пять раз по сравнению с красной областью при использовании синей или ближней ультрафиолетовой части спектра. В этом случае применение квазимонохроматиче-ского пирометра реально только для измерения достаточно высоких температур (порядка 1200 °С). [c.327] Пирометры спектрального отношения, использующие видимую или ближнюю инфракрасную часть участка спектра (см. табл. 9.5), соответствуют средним требованиям по точности при 0,97. [c.328] Методические погрешности пирометров снижаются при измерении более низких температур. Однако при этом обычно повышаются требования к точности измерения и, кроме того, возникают затруднения из-за малой энергии, излучаемой телом. Поэтому пирометры, действие которых ограничено видимой частью спектра, нельзя применять для измерения температур ниже 1000 К- Пирометры, действие которых ограничено диапазоном инфракрасного излучения, имеют определенные перспективы для измерения низких температур и малопригодны для измерения высоких температур (см. табл. 9.5). [c.328] Погрешности в некоторых частных случаях пирометрии, В некоторых случаях технологический процесс связывают не с действительными температурами, а с показаниями пирометров. Такая связь практикуется на пирометрах всех рассмотренных типов, при этом в показания пирометров поправки не вводятся. [c.328] Основными факторами, влияющими на степень черноты, являются окислбние и загрязнение поверхности излучающего тела, колебания состава материала, доля примесей, степень шероховатости поверхнос-ти и т.п, в результате получается несоответствие между колебаниями температуры тела и колебаниями показаний пирометра, что приводит к переменной методической погрешности. [c.328] Если характерный размер шероховатости меньше длин волн излучения, на которых работает пирометр, то не требуются дополнительные поправки на шероховатость. Поверхность может рассматриваться как гладкая. Если характерный размер шероховатости заметно превышает рабочие длины волн излучения, то увеличивается степень черноты. При этом шероховатость обусловливает уменьшение отражательной способности в среднем на 20 %. В этом случае степень черноты определяется по формуле = 0,2-Ь 0,88 , . , где — степень черноты шероховатой поверхности 8,, , — то же для гладкой поверхности. [c.328] Из анализа поправок для квазимонохроматических пирометров и пирометров полного излучения следует, что применительно к промышленным измерениям температуры погрешность, связанная с коэффициентами излучательной способности, не должна превышать 5...10 %. Однако нестабильность этих коэффициентов, зависящих от условий конкретного технологического процесса, вносит значительное затруднение в получение точных результатов измерения. [c.328] Пирометры спектрального отношения удовлетворяют более высоким требованиям относительно точности определения коэффициентов излучательной способности. При этом поправки обычно определяют непосредственно на объекте. С этой целью иногда проводят эксперименты, при которых измерение цветовой те.мпературы излучающего объекта подтверждается одновременным измерением его действительной температуры при помощи термоэлектрического термометра, упрощенной модели черного тела или другим способом. [c.328] Зависимость погрешностей пирометров от температуры при 20 %-ном поглощении в промежуточной среде указана в табл. 9.6. Погрешности пирометров спектрального отношения рассчитаны для случая, когда в одном из используемых пирометром спектральном участке поглощение отсутствует, а в другом оно составляет 20 %, т. е. для случая резко селективного поглощения. Если поглощение неселективное (а = а ), то оно, как следует из формулы (9.18), совершенно не влияет на показания пирометра спектрального отношения, так как не изменяет измеряемое прибором отношение яркостей. [c.329] При измерении температуры деталей в герметичных печах приходится проводить измерения сквозь смотровое стекло. Ослабляющее действие смотрового стекла — пирометрическое ослабление А — для квазимонохроматического пирометра определяется по формуле А — — 1/Tq — 1/Т. Поправка А практически не зависит от измеряемой температуры, так как эффективная длина волны квазимонохроматического пирометра незначительно изменяется с изменением измеряемой температуры, поэтому ею можно пренебречь.Если нельзя провести измерение температуры сквозь смотровое стекло и без него, то следует использовать другое стекло, идентичное смотровому по материалу и толщине. [c.330] Вернуться к основной статье