Термометрия по излучению

Цель данной книги — изложение основных принципов термометрии в интервале от 0,5 до приблизительно 3000 К. В течение последних 25 лет по этому вопросу накоплен весьма богатый опыт, и настало время объединить полученные результаты и обсудить достигнутые успехи. Большая часть работ последних лет относилась к низкотемпературной термометрии ниже приблизительно 30 К и их результаты послужили основой Предварительной температурной шкалы 1976 г. от 0,5 до 30 К. Таким образом, температура 0,5 К оказалась удобной нижней границей интервала температур, обсуждаемого в книге. Верхняя граница не обладает такой же определенностью, поскольку термометрия по излучению, рассматриваемая в гл. 7, может быть в принципе распространена на сколь угодно высокие температуры и достаточно лишь теплового равновесия в системе, температура которой измеряется. При всем разнообразии условий в термометрии, охватывающей интервал от температур жидкого гелия до точки плавления платины, общими являются требования теплового равновесия и теплового контакта с термометром. Эти требования неизменно присутствуют при всех термометрических работах и всех температурах на протяжении данной книги. Ясное понимание физических основ каждого из различных методов термометрии представляется обязательным для детального обсуждения их принципов, точности, интервала применения и ограничений. По этой причине каждой из основных глав предпослано краткое изложение физических основ метода в той мере, в какой это требуется для теории и практики термометрии. [c.9]

Вводная глава книги содержит краткое обсуждение понятия температура , обзор истории термометрии и вскрывает важное различие между первичной и вторичной термометриями. В гл. 2 рассматриваются истоки известных международных соглашений о термометрии, обсуждаются развитие и современное состояние Международной практической температурной шкалы. В гл. 3 рассмотрены главные методы измерения термодинамических температур, к которым относится газовая термометрия, акустическая термометрия и шумовая термометрия. В гл. 4 описаны реперные точки температуры, тройные точки и точки кипения газов, точки затвердевания и сверхпроводящие точки металлов. Здесь же рассмотрены требования к однородности температуры при сравнении термометров. Три последующие главы посвящены основным методам практической термометрии, термометрам сопротивления, термопарам и термометрии по излучению. Во всех главах, в том числе и во вводной, даны не только физические основы методов высшей точности, применяемых в эталонных лабораториях, но и их подробное описание. Приведены также примеры измерений температуры в промышленных условиях. Книга завершается краткой главой о ртутной термометрии. Каждая глава дополнена обширной библиографией. [c.9]

Длина волны зондирующего излучения в методе термометрии по сдвигу края поглощения может относиться не только к области края межзонных оптических переходов, но и к полосам поглощения, обусловленного колебаниями атомов кристаллической решетки. Такие полосы имеются в спектрах поглощения полупроводников и диэлектриков и располагаются в среднем ИК-диапазоне. При изменении температуры происходит сдвиг краев поглощения из-за уширения полос. [c.130]

Причина разброса точек связана с флуктуациями мощности лазерного излучения. Эти флуктуации не влияют на положение интерференционных экстремумов и не приводят к появлению или потере полос в интерферограмме, т. е. практически не вносят погрешностей в определение температуры методом ЛИТ. Однако флуктуации мощности падающего излучения являются источником погрешностей для термометрии по сдвигу края поглощения. Для уменьшения случайных погрешностей необходимо применять лазер со стабилизацией мощности или создавать схему с опорным пучком для более точного измерения коэффициента пропускания. [c.175]

В отличие от термометрии по излучению черного тела щумо-вая термометрия всегда имеет дело с низкочастотной частью распределения, заданного уравнением (3.73). Для /lv//г7 формулы Планка, которая описывается приближением Рэлея — Джинса. Даже при Т=1 мК имеем hv/kT 5 10 при =100 кГц. Поэтому уравнение (3.73) можно записать в виде [c.113]

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]

Ряд методов для измерения температуры твердого тела, разработанных в последние 10-15 лет, объединяет обш,ий признак во всех них применяется зондируюш,ий световой пучок, а термочувствительным элементом является сам исследуемый объект, при этом транспортировка света может осуш,ествляться как в свободном пространстве, так и с помош,ью оптического волокна. Появление активной бесконтактной термометрии твердого тела является естественным этапом после длительного развития пассивной бесконтактной термометрии по тепловому излучению объекта. Создание новых методов происходило, как далее будет показано, с целью преодолеть затруднения, с которыми [c.9]

Люминесцентная термометрия тонких пленок на отражающих подложках, основанная на измерении интенсивности ФЛ, видимо, неперспективна. Существенную проблему представляет здесь интерференция возбуждающего излучения в пленке при изменении толщины hf происходит периодическое изменение поглощения в пленке (период составляет Ahf = l2nf при нормальном падении света, но имеется еще угловая зависимость). Кроме того, происходит интерференция излучения, испускаемого пленкой [7.39, 7.40]. Оба вида интерференции влияют на интенсивность и спектр люминесценции, регистрируемой фотоприемником. Как правило, во времени происходит изменение толщины пленки (в процессах осаждения и травления), что усложняет интерпретацию сигнала. Более помехоустойчивый сигнал может быть получен при регистрации не интенсивности, а времени затухания ФЛ. Вместе с тем, для достаточно толстых пленок (например, полимерных подложек) и стекол при возбуждении люминесценции импульсами света, для которого коэффициент поглощения велик, способ термометрии по интенсивности ФЛ представляется перспективным для термометрии как неподвижных, так и движущихся подложек. [c.192]

Ограничения методов ЛТ. Степень универсальности метода определяется количеством разнородных объектов, для которых возможна регистрация температурно-зависимого параметра и термометрия. Методы ЛТ являются узкоспециализированными, в отличие от универсального метода термометрии по тепловому излучению. Узрсая специализация методов ЛТ означает, что любой из них позволяет проводить измерения лишь для ограниченного набора материалов, а в некоторых случаях имеются еще дополнительные требования к геометрической форме образца и свойствам поверхности. Например, для применения метода лазерной интерференционной термометрии полупроводников и диэлектриков необходимо, чтобы образец имел форму плоскопараллельной пластины, которая прозрачна для зондирующего излучения и имеет достаточно гладкие поверхности (тогда пластина может выполнять роль интерферометра Фабри-Перо). Компенсировать узкую специализацию рсаждого из методов ЛТ удается их многочисленностью и разнообразием. [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...