Пирометрия

В промышленных и лабораторных условиях температуру измеряют с помощью жидкостных термометров, пирометров, термопар и других приборов. [c.8]

Прибор для измерения высоких температур — оптический пирометр — основан на сравнении яркости исследуемого тела с яркостью нити накаливания. Прибор проградуирован по излучению абсолютно черного источника, и поэтому он измеряет температуру, которую имело бы абсолютно черное тело при той же яркости излучения, какой обладает исследуемое тело. В пирометре используется красный светофильтр (> = 0,65 мкм). [c.186]

Какова истинная температура тела, если пирометр зарегистрировал температуру 1400 С, а степень черноты тела при Я=0,65 мкм равна 0,6 [c.186]

Температура тела измеряется двумя оптическими пирометрами с разними светофильтрами. В первом пирометре установлен красный светофильтр (Xi = 0,65 мкм), во втором—зеленый 2 = = 0,50 мкм). Температуры, показываемые пирометрами, соответственно равны /о1=1400 °С и /о2=1420 С. [c.187]

При температурах выше 630 °С как оптическая пирометрия, так и шумовая термометрия показали, что шкала, основанная на —10% РЬ/Р1 термопарах, заметно отклоняется от термодинамической шкалы при сушествующих значениях реперных точек, как показано на рис. 2.11. Пока еше отсутствуют измерения, которые соединили бы верхнюю границу [c.62]

Для температур, лежащих выше верхнего предела применимости термопар из платинородиевых сплавов, не существует термопар, которые могли бы сколько-нибудь долго работать в окислительной среде. В этих условиях измерение термопарами оказывается невозможным и приходится применять пирометры или шумовые методы. Если, однако, среда не является окислительной, то можно использовать различные термопары на основе сплавов вольфрама с рением, которые хорошо работают до 2750 °С, а в течение короткого времени и до 3000 °С. Составы сплавов для термопар вольфрам-рений следующие [c.291]

Второе важное отличие термометрии излучения от других методов термометрии, которое оказало глубокое влияние на ее развитие, состоит в том, что в термометрии излучения используется естественный датчик — человеческий глаз. До самого последнего времени наиболее широко распространенным инструментом в оптической пирометрии был оптический пиро- [c.309]

В гл. 1 отмечалось, что визуальными измерениями температуры пользовались уже в конце 19-го столетия. Такой способ измерения был введен в МТШ-27. Уже с самого начала стало ясно, что пирометр монохроматического излучения представляет собой удобный, высоко воспроизводимый и точный прибор измерения температуры. Доступность ламп с угольной, а позднее с вольфрамовой нитью привела к созданию пирометра с исчезающей нитью. Хотя характеристики ламп с вольфрамовой нитью во многих отношениях были существенно лучше характеристик угольных ламп, последние продолжали использоваться в пирометрах с исчезающей нитью для измерения низких, до 650 °С температур вплоть до 1940 г. Преимущество угольной нити в этом случае связано с ее большой излучательной способностью, а следовательно, и хорошими цветовыми характеристиками, когда она рассматривается без цветного фильтра на фоне изображения черного тела. [c.310]

Параллельно с развитием пирометров с исчезающей нитью шло усовершенствование вольфрамовых ленточных ламп, предназначенных для поддержания и распространения оптической температурной шкалы. Эти лампы совершенствовались непрерывно, и сейчас они используются в поверочных лабораториях совместно с образцовыми фотоэлектрическими пирометрами. Международные сличения температурных шкал выполняются путем кругового обмена такими лампами между национальными термометрическими лабораториями. В настоящее время согласованность между радиационными температурными шкалами в области от 1000 до 1700 °С, установленными основными национальными термометрическими лабораториями, характеризуется погрешностью 0,1 °С. [c.311]

И 7 =4,2 К А(7 —0,3%, тогда как для L = мм и Г=1000 К имеем ДI7 10 . В большинстве практических случаев оптической пирометрии эти отличия от закона Стефана — Больцмана незначительны, однако в радиометрии дальней инфракрасной области они становятся существенными. [c.317]

Чтобы проиллюстрировать вычисление излучательной способности полости, имеющей диффузно отражающие стенки, рассмотрим цилиндрическую полость, показанную на рис. 7.6. В этом случае нет необходимости выписывать уравнения в их более общем виде и можно перейти прямо к некоторым численным результатам. Полость, форма которой показана на рис. 7.6, очень похожа на полость, используемую на практике для реализации черных тел, применяемых при калибровке радиационных пирометров. Хотя для увеличения излучательной способности и уменьшения зеркальных отражений возможны и некоторые модификации (задняя стенка может быть скошенной или рифленой), простая форма, показанная на этом рисунке, позволяет продемонстрировать расчет в деталях без лишних геометрических усложнений. [c.329]

Рис. 7.12. Конструкция черного тела из нержавеющей стали, предназначенного для градуировки промышленных радиационных пирометров, когда требуется относительно большая апертура. 1 — нержавеющая сталь 2 — керамические чехлы для термопар.

Для пирометров, визирующих только заднюю стенку, примерно 90 % измеренного излучения является излучением, которое испускается непосредственно задней стенкой и является, таким образом, в основном характеристикой температуры только задней стенки. [c.346]

На рис. 7.13 показана полость, сделанная из графита и используемая для реализации точки затвердевания золота при первичной калибровке фотоэлектрических пирометров. Однородность температуры обеспечивается помещением цилиндрической полости непосредственно в золото. Для исключения прямого зеркального отражения задняя стенка выполняется рифленой. Передняя стенка сделана из платинового диска с отверстием диаметром 1,5 мм. Как отмечалось выше, наличие слабо [c.346]

Рис. 7.14. Плавление и затвердевание золота, окружающего по-. ость, изображенную на рис. 7.13. Для наблюдений использован фотоэлектрический пирометр, показанный на рис. 7.32.

Ленточная вольфрамовая лампа как воспроизводимый источник для оптического пирометра [c.349]

ОСИ, а также перемещения вдоль оптической оси системы наблюдения. Эти эффекты достаточно малы и к трудностям размещения лампы по отношению к пирометру не приводят. Кроме того, спектральная яркостная температура центральной площадки в весьма широкой области не зависит от величины апертуры пирометра. Это [c.361]

Рис. 7.24. Изменения спектральной яркостной температуры для различных перемещений лампы, показанной на рис. 7.19, а — вращения относительно вертикальной оси б — вращения относительно горизонтальной оси о — перемещения вдоль оптической оси пирометра.

Оптический пирометр с исчезающей нитью [c.365]

Оптический пирометр с исчезающей нитью в свое время повсеместно использовался в эталонных лабораториях для реализации международной практической температурной шкалы. Он и сегодня остается широко используемым в науке и промышленности прибором для практической термометрии. По этой причине мы начнем этот раздел с описания его конструкции и работы. [c.365]

Принцип действия оптического пирометра с исчезающей нитью прост и иллюстрируется на рис. 7.30 а. Линза объектива формирует изображение источника, температура которого измеряется в плоскости раскаленной нити миниатюрной лампы. Наблюдатель через окуляр и красный стеклянный фильтр видит нить и совмещенное изображение источника. Ток через лампу регулируют до тех пор, пока визуальная яркость нити не станет точно такой же, как яркость изображения источника. Если оптическая система сконструирована правильно, в этот момент нить на изображении источника исчезает. Пирометр градуируется в значениях тока, проходящего через миниатюрную лампу. Так как детектором равенства яркостей является глаз человека, то доступная непосредственно для измерений область температур ограничена с одной стороны границей приемлемой яркости, с другой — яркостью, слишком слабой для наблюдения. Нижний предел зависит от апертуры оптической системы и составляет примерно 700°С, верхний предел равен примерно 1250°С. Для измерения более высоких температур между линзой объектива и нитью помещается нейтральный стеклянный фильтр (С на рис. 7.30а), понижающий яркость изображения источников. Плотность фильтра выбирается такой, чтобы обеспечить небольшое перекрытие областей. Например, току лампы, эквивалентному, скажем 700 °С на шкале без фильтра, на следующей шкале, с фильтром, будет соответствовать температура 1100°С. Таким образом, с помощью одного прибора температурные измерения могут быть расширены до любой желаемой максимальной температуры. Коэффициент пропускания фильтра т, который требуется для того, чтобы понизить яркость источника от температуры Т до температуры, например точки золота Гди, можно найти, используя приближение Вина, по формуле [c.365]

Д. К- Чернов определял положение критических точек на глаз, по цветам каления стали. Знаменитый французский исследователь Ф. Осмонд, воспользовавшись только что изобретенным Ле-Шателье пирометром, определил положение критических точек, описал характер микроструктурных изменений [c.159]

Оптический пирометр с красным светофильтром (см. задачу 10-6) зарегистриропал температуру о= 1600 С. [c.187]

МПТШ-68 на величину, в несколько раз большую, чем считалось в момент установления последней. Недавно измерения с оптическим пирометром подтвердили найденное Гильднером новое значение точки кипения воды в пределах 2 мК (Т. Куинн, частное сообщение). [c.6]

Другое изменение, внесенное в 1948 г., состояло в небольшом уточнении температуры, приписанщ)й точке затвердевания серебра, с 960,5 до 960,8 °С. Это позволило уменьшить разрыв производной по МТШ-27 в точке соединения термометра сопротивления и термопары. В интервале, определенном оптическим пирометром, было принято новое значение постоянной С2= 1,438 см К в соответствии с уточнениями значений атомных констант. Кроме того, формула Вина была заменена формулой Планка. Численные расхождения температур по МТШ-27 и МПТШ-48 показаны на рис. 2.2. В 1948 г. было решено также не пользоваться выражением стоградусная шкала и ввести термин градус Цельсия . Это изменение было частично вызвано стремлением устранить возможные недоразумения в тексте на французском языке, где [c.48]

Это затруднение было преодолено в ревизии температурной шкалы 1968 г., когда единица температуры по практической и термодинамической шкалам была одинаково определена равной 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Единица получила название кельвин вместо градус Кельвина и обозначение К вместо °К. При таком определении единицы интервал температур между точкой плавления льда и точкой кипения воды может изменять свое значение по результатам более совершенных измерений термодинамической температуры точки кипения. В температурной шкале 1968 г. значение температуры кипения воды было принято точно 100 °С, поскольку не имелось никаких указаний на ошибочность этого значения. Однако новые измерения с газовым термометром и оптическим пирометром, выполненные после 1968 г., показали, что следует предпочесть значение 99,975 °С (см. гл. 3). Тот факт, что новые первичные измерения, опираюшиеся на значение температуры 273,16 К для тройной точки воды, дают значение 99,975 °С для точки кипения воды, означает, что ранние работы с газовым термометром, градуированным в интервале 0°С и 100°С между точкой плавления льда и точкой кипения воды, дали ошибочное значение —273,15 °С для абсолютного нуля температуры. Исправленное значение составляет —273,22 °С. [c.50]

Оптическая пирометрия, пирометрия по излучению, инфракрасная пирометрия, пирометрия монохроматического или суммарного излучения — таковы некоторые наименования методов термометрии, основанных на измерении теплового излучения В этой области наметилась тенденция использовать слова пирометрия и термометрия в качестве синонимов, хотя применение слова пирометрия с его значением корня огонь к инфракрасным измерениям тепературы ниже 100 °С представляется несколько неуместным. [c.309]

Точность, с которой может быть использован пирометр с ис-чезаюшей нитью для измерения температуры, вполне достаточна для большинства практических применений. Во всяком случае, ограничивающим фактором чаще служит неопределенность в излучательной способности объекта, температура которого подлежит измерению. Однако, несмотря на удобство, точность и надежность, оптический пирометр с исчезающей нитью имеет один существенный недостаток его использование требует активного участия квалифицированного наблюдателя. Его нельзя использовать в тех приложениях, которые нуждаются в непрерывных или быстрых измерениях, а также измерениях в недоступных или опасных ситуациях. По этой причине с самого начала некоторые оптические термометры объединялись с тепловыми, термоэлектрическими, фоторезисторными и фо-тоэмиссионными детекторами. Среди них наиболее удачными оказались оптические термометры с кремниевыми фотоэлементами. Высокая прочность и долговременная воспроизводимость [c.310]

ПОЗВОЛЯЮТ использовать их в таких разнообразных ситуациях, как измерение температуры лопастей турбин авиационных моторов и в сталелитейных печах. В поверочных лабораториях оптические пирометры с исчезающей нитью сейчас вытеснены фотоэлектрическими пирометрами, которые применяются в качестве приборов, используемых для реализации МПТШ-68 выше точки затвердевания золота. [c.311]

На рис. 7.1 приведены величины ДHv для значений 2Ь1к в области от 1 до 100. Наиболее поразительным на рис. 7.1 является наложение больших флуктуаций Ai/v на плавно меняющуюся функцию АПу. Величина этих флуктуаций обратно пропорциональна ширине полосы V, и поэтому флуктуации с увеличением частоты уменьшаются значительно медленнее, чем уменьшается Ai/v. Из рис. 7.1 ясно, что для встречающихся в практике оптической термометрии размеров полостей, длин волн и температур отличия от закона Планка малы. Например, для длины волны 1 мкм и размера полости 1 мм получаем Ai/v = 2,5 10 , что пренебрежимо мало. Однако, если используется очень малая ширина полосы, среднеквадратичная флуктуация (бi/v) перестает быть незначительной. В современной высокоточной оптической пирометрии использование ширины полосы в 1 нм и менее является обычным. Это приводит к значениям (6Н ) = 5 10 или 10 , которыми пренебречь [c.316]

В полостях, в которых отношение размера отверстия к размеру самой полости очень мало. В этих условиях подробности угловых характеристик отражения и излучения стенок не являются критическими, так как общий эффект влияния отверстия мал. В пирометрии по излучению применяют полости удобной формы, и поэтому подробные данные об угловых зависимостях оптических характеристик поверхностей не нужны. Если не учитывать полости, имеющие очень необычную геометрию, то предположение о диффузном, или ламбертовском, характере излучения, как правило, приводит к весьма малым ошибкам, так как только при очень больших углах к нормали это предположение перестает быть верным. Предположение о том, что все материалы диффузно отражают тепловое излучение, значительно менее оправданно. В действительности все металлы и большинство других поверхностей, если они отполированы, являются зеркальными отражателями излучения, и это необходимо учитывать. Методы огрубления поверхности позволяют [c.328]

Рис. 7.19. Вольфрамовая ленточная лампа, применяемая в качестве воспроизводимого источника теплового излучения для градуировки радиационных пирометров, а также для сличения температурных шкал в области 700—1700 С (любезно представлено фирмой GE Со, Лондон) [56]. / — пирексовая пластинка, расположенная под углом 5 к нормали 2 — пирексовая пластинка толщиной 4 мм, расположенная под углом 5° к нормали 3—вольфрамовая лента 1,3x0,07 мм 4 — посеребренная медь 5 — никель 6 — небольшая метка 7 — большой двухштырьковый цоколь.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...