Погрешности пирометров излучения

Погрешности пирометров излучения [c.323]

Основной источник погрешности измерения действительной температуры тела пирометрами излучения — большая погрешность в оценке коэффициента излучения и его изменение в процессе измерения (данная погрешность классифицируется как методическая). Эта погрешность наибольшая у пирометров полного излучения и наименьшая у пирометров спектрального отношения. В [18] приведены формулы для оценки значений этих погрешностей. Поскольку оперативное измерение коэффициента излучения практически невозможно, часто при использовании пирометров искусственно создаются условия, приближающиеся к условиям измерения температуры абсолютно черного тела. [c.340]

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]

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]

Таблица 9.6. Погрешности пирометров при 20%-ном поглощении анергии излучения средой

Погрешность пирометра, обусловленная посторонним излучением. При измерении температуры нагретого тела в условиях, когда температура окружающих тел близка к измеряемой температуре или выше ее, излучение окружающих тел, отражаясь от испытуемого и попадая в пирометр, может существенно влиять на его показания, например, при измерении температуры тела, нагреваемого в печи, когда температура ее раскаленных стенок заметно превышает температуру объекта. [c.332]

Как видно из рисунка, показания пирометров приближаются к температуре печи. Следовательно, температура дета.теп, нагреваемых в печи, почти не поддается измерению пирометрами излучения, особенно при неоднородной температуре стенок печи. Ес.ти излучение стенок обеспечивает интенсивный нагрев деталей, то оно неизбежно влияет на точность показаний пирометров и тем больше, чем меньше эффективная степень черноты объекта. Поэтому при определении температуры в процессе нагрева алюминиевых заготовок появляются большие погрешности. [c.333]

Всего предусмотрено три разряда образцовых средств измерений температуры с соотношением погрешностей не более 1 2. Рабочие средства измерений характеризуются пределами абсолютной допускаемой погрешностью от 0,002 до 25 К для первой части поверочной схемы и от 4 до 150 К — для пирометров излучения. [c.84]

Уменьшение погрешности пирометра полного излучения, вызванной отклонением температуры корпуса телескопа от номинальной. [c.61]

Пирометры излучения относятся к разряду бесконтактных СИ и серийно вьшускаются промышленностью для измерения температуры до 6000 С. Бесконтактный способ измерения температуры применяют в тех случаях, где использование контактных методов измерения технически трудно осуществимо или связано с появлением больших систематических погрешностей. В зависимости от метода измерения оптические пирометры излучения разделяются на три группы [c.194]

Предел допустимой основной погрешности пирометров полного излучения (радиационных пирометров) в области темпе- [c.289]

Известно, что при измерении пирометрами полного излучения температур реальных тел показания их оказываются заниженными (Тр < Т) на значение тем большее, чем выше измеряемая температура и чем ниже коэффициент излучения гт- Методическая погрешность пирометра, возникающая вследствие этих причин, может быть скорректирована для конкретных условий, если имеется возможность с достаточной точностью определить значение коэф- [c.294]

Одной из основных составляющих погрешности измерения температуры пирометрами излучения является погрешность за счет неопределенности коэффициента теплового излучения измеряемого тела. Как видно из табл. [c.63]

Кроме погрешности, связанной с неопределенностью коэффициента теплового излучения, при измерении температуры пирометрами излучения могут иметь место погрешности за счет влияния промежуточной среды. Ослабление теплового излучения промежуточной средой, находящейся между объектом измерения и пирометром, влияет на результаты измерения всех пирог 1ст- [c.63]

На показания всех пирометров излучения будут оказывать влияние посторонние источники излучения. Расчет этой погрешности затруднителен. Поэтому желательно так организовать измерения, чтобы исключить эту погрешность. [c.64]

При оценке погрешностей фотоэлектрической пирометрии было найдено, что имеются источники погрешностей, связанные со способа.ми взаимодействия оптической системы и источника. Погрешности этой категории исследовать довольно трудно, так как они часто являются результатом сложных комбинаций различных эффектов. Один из наиболее важных эффектов такого рода связан с размером наблюдаемого источника и распределением яркости за пределами геометрически наблюдаемой площади. Для объекта конечного размера, находящегося в плоскости источника, поток излучения, прошедший плоскость диафрагмы, из-за дифракции меньше потока, который должен иметь место в соответствии с геометрической оптикой. Чтобы эти потери свести к нулю, нужно было бы увеличить размер источника так, чтобы в отверстии диафрагмы он стягивал угол 2л стерадиан. Таким образом, если пирометр измеряет по очереди два источника с разными размерами, сравнение будет содержать погрешность, обусловленную дифракцией. Дополнительная погрешность возникает в результате рассеяния на линзах объектива или на зеркале. Она также будет зависеть от размера источника, так как рассеяние пропорционально освещенности элементов объектива. [c.379]

Отсюда видно, что при данной относительной точности измерения Q чувствительность пирометра отношения АГ тем больше, чем сильнее различаются между собой и ч. Например, чтобы достигнуть точности 1 К при 1200 К, используя длины волн 650 и 750 нм, требуется точность измерения в 1 %, что не представляется слишком трудным. Из этого, однако, следует, что требуется такая же точность и для Я г), а этого достичь значительно труднее. Существует совсем немного реальных поверхностей, для которых относительная излучательная способность известна с погрешностью 1 % при этих двух длинах волн. Однако для полости, коэффициент излучения которой высок, но не известен точно, метод можно применить, поскольку при этих условиях изменение коэффициентов излучения с длиной волны весьма мало. [c.386]

Погрещности измерения температуры яркостными оптическими пирометрами обусловлены главным образом неточностью знания степени черноты объекта измерения ех] изменением коэффициента пропускания ослабляющего светофильтра при измерениях в помещениях, температура в которых заметно отличается от 293 К отражением лучей объекта измерения от посторонних источников света поглощением лучей в слое воздуха, содержащего пары воды и углекислоты поглощением и рассеянием лучей в слое запыленного и задымленного воздуха ослаблением излучения стеклами, расположенными между объектом измерения и пирометром неточной наводкой пирометра при небольших размерах объектов измерений. Сведения о возможностях расчетной оценки этих погрешностей и рекомендации по их уменьшению содержатся в [5, 7, 12]. [c.187]

Для исключения погрешностей, обусловленных нагревом корпуса пирометра (телескопа) из-за теплообмена его с окружающей средой и в результате поглощения излучения от объекта измерения, телескопы радиационных пирометров могут быть снабжены различными системами температурной компенсации. [c.193]

Следует отметить, что во многих пирометрах, разработанных на основе перечисленных приемников излучения, не учитываются колебания температуры окружающей среды и влияние фоновых засветок, хотя они вносят значительные погрешности в результате измерений температуры. [c.146]

Точность результата в первую очередь зависит от строгости выполнения условий пирометрия, измерений (близость к единице коэф. поглощения j, и др.). Для выполнения этих условий обычно наблюдают излучение, выходящее из полости с небольшим отверстием, представляющим собой модель абсолютно чёрного тела. Осн. инструментальная погрешность обусловлена нестабильностью температурной лампы. Заметную погрешность могут вносить индивидуальные особенности глаза наблюдателя. [c.589]

Поправки для пирометров полного излучения, определяе.мые экспериментально, часто несколько меньше поправок, рассчитанных по формулам (9.15) — (9.17), так как в пирометрах полного излучения никогда не используется весь спектр (от нуля до бесконечности). При этом в инфракрасном участке спектра отсекается больше энергии, чем в ультрафиолетовом. В результате используемая пирометром энергия возрастает с увеличением температуры быстрее, чем возрастает полная интегральная энергия, что вызывает значительное снижение погрешностей. Это относится, в первую очередь, к пирометрам полного излучения, предназначенным для измерения высоких температур. В них используется сравнительно большая энергия коротковолнового излучения, поэтому допустимо применение стеклянных объективов, [c.326]

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]

Погрешности измерения температуры тел в печи даны на рис. 9.6, где показания пиро.метров, измеряющих температуру тела в печи по видимому и полному излучению, приведены в виде функции температуры стенок печи при постоянной действительной температуре тела, равной 1500 К. Показания пирометра спектрального отношения приведены для случая серого тела (Я] = 0,45, Яг = [c.333]

Для того, чтобы по возможности исключить этот источник больших погрешностей, там, где это возможно, помещают внутрь печи или в расплавленный металл керамическую трубку с заваренным дном. После достаточной выдержки излучение глубинной области такой трубки можно приближенно рассматривать как излучение черного тела. Следовательно, показания оптического пирометра, визированного на дно трубки, можно считать за истинную температуру среды. Для получения достаточной степени черноты полости трубки, нужно, чтобы отношение длины погруженной в среду части трубки к ее внутреннему диаметру было не менее 10. К сожалению, такое устройство не всегда можно использовать на практике. [c.301]

Если образцовый и поверяемый приборы имеют различную оптику (например стекло <и кварц стекло и зеркало), то при таком методе поверки может быть внесена большая погрешность. Так, например, радиационные пирометры со стеклянной и кр.ар-цевой оптикой, (Предварительно градуированные по черному телу, обнаруживают при сличении их показаний на никелевой пластине расхождение в измеряемой температуре, достигающие 20° для 900—1000° вследствие селективности излучения окиси никеля. [c.342]

Пр имем -коэфициент поглощения среды равным 5 /о, погрешность определения коэфициента черноты излучения тела 20%. Тогда суммарная квадратическая погрешность измерения истинной температуры пирометром типа РП может быть вычислена по формуле [c.346]

Сравнительные характеристики методов пирометрии излучения. Недостатком пирометров излучения являются систематические погрешности показаний, возникаю1циевследствие отклонения свойств реальных излучателей от идеального излучателя — черного тела, по которому градуируются пирометры. [c.321]

Псрешности, обуслоиленрые поглощением среды. Погрешность пирометра, обусловлен1 ая поглощением излучения в промежуточной среде, является однозначной функцией интенсивности поглощения изм = Ь (1 — а) — т, где А — яркость тела а — коэффициент поглощения в среде используемого пирометром излучения. Подставляя в эту формулу вместо L значение яркости, определенное по формулам Вина или Стефана — Больцмана, получаем выражения для определения погрешности квазимонохроматического пирометра Д5, пирометра полного излучения ДГр н пирометра спектрального отношения ДГс, вызываемые поглощением излучения в промежуточной среде [c.329]

Погрешность пирометра, обусловленная неоднородностью температуры объекта. При эксплуатации квазимонохроматического пирометра пли пирометра полного излучения его поле зрения должно быть целиком заполнено раскаленным изотермическим телом, температуру которого измеряют. Для пирометров спектрального отно шения во можно частичное перекрытие используемых лучей в пределах, определяемых мини-мально допустимым для работы пирометра уровнем яркости объекта — уровнем светового потока, необходимого для неискаженной работы пирометра. Последнее условие относится ко всем случаям, когда рас- аленное тело не полностью перекрывает поле зрения пирометра, например, поле зрения пирометра частично перекрывают холодные детали оборудования (витки индуктора высокочастотной печи и т.д.), вещества, связанные с ходом технологического процесса (отслаивающиеся и остывающие окислы), или сами раскаленные тела имеют небольшие размеры либо их положение в поле зрения пирометра не строго фиксировано. В указанных случаях применение квазимонсхромати-ческих пирометров и пирометров полного излучения вызывает больдине погрешности, влияющие на результат измерения. [c.330]

Чтобы использовать пирометры излучения для прямого определения истинной температуры жидкого металла, их сочленяют с калильной трубкой. Если глубина погружения трубки не менее чем в 10 раз больше ее внутреннего диаметра, пирометр показывает истинную температуру независимо от того, из какого материала изготовлена трубка. Если же полость визирования пирометра недостаточно хорошо воспроизводит условия полного излучения (т. е. условия черного тела), то пирометр дает определенную для данного приспособления постоянную погрешность, поддающуюся устранению путем введения поправки. Пирометры излучения хорошо сохраняют свою градуировку по сравнению с погружаемыми в металл термопарами. Погрешность измерения зависит прежде всего от основной погрещности, свойственной применяемому пирометру. В лучшем случае, при применении оптического яркостного пирометра, погрешность измерения будет не менее 18°. Таким образом, контактные способы, в которых применяются пирометры излучения, во всех случаях дают погрешности большие, чем платинородий-платиновая или молиб-ден-Больфрамовая термопары. Но им свойственна большая точность и устойчивость показаний, чем вольфрам-графитовой и карборунд-графитовой термопарам. [c.398]

Пирометр полного излучения с линзовой оптикой 11.39 Пирометр портативный Ц.7п Пирометр радиационный 11. Збп Пирометр с диафрагменной оптикой 11.37 Пирометр с зеркальной оптикой 11.38 Пирометр с исчезающей нитью 11.14 Пирометр с линзовой оптикой 11-39 Пирометр с серым клином 11,14п Пирометр сканирующий 11.5 Пирометр спектрального отношения 11.50 Пирометр спектрального распределения 11.49 Пирометр стационарный Ц.6 Пирометр треххроматический 11.51п Пирометр трехцветный 11.51п Пирометр фотоэлектрический 11.2п Пирометр цветовой 11.50п Пирометр частичного излучения 11.11 Пирометр энергетический 11.10 Пирометр яркостный 1Ы2п Пироскоп 9.9п Плавление 1.62 Пластина шкальная 5.21 Плато 2.38 Пленка термоиндикаторная 9.23 Плотность спектральная 1,52 Плотность теплового потока 1,26 Площадка 2.38 Площадка фазового перехода 2,38 Площадь теплового контакта 4.5 Поверхность изотермическая 1.8 Поглощение 1.51 Погрешность динамическая 4.19 Погрешность пирометра методическая 11.53 [c.68]

На московском заводе Станколит внедрена также усовершенствованная методика термографического определения содержания углерода в чугуне в условиях затвердевания его в пробнице с образованием белого излома при этом платинородий-платиновая термопара заменена узкоугольным пирометром излучения с кремниевым фотодиодом типа КФДМ с пределами измерения / = = 1000-г-1400 С. Основная погрешность пирометра 10 С, расстояние оттеле-скопа до дна кварцевого колпачка, на которое визируется пирометр, — 200 50 мм. В качестве вторичного прибора используется потенциометр типа КСП-4 (или ЭПП-09) со шкалой О—10 мВ. Время пробега шкалы — 1с, время проведе-иня анализа — 3 мин. [c.230]

Для уменьшения методической погрешности пирометров полного излучения, вызываемой неопределенностью интегрального коэффициента теплового излучения, часто в промышленных условиях создаются условия, приближающиеся к излучению черного тела. Например, для измерения температуры поверхностей используются огнеупорные или металлические блоки (рис. 7.8, а), для измерения температуры газов и жидких сред — огнеупорные трубки (рис. 7.8,6), на донышко которых визируется телескоп пирометра. При определенной шероховатости поверхности блока или трубки и при малом отношении йЦ коэффициент теплового излучения такой искусственной полости черного тела приближается к 1 и нет необходимости вводить поправку в показания пирометра на нечерноту излучения, так как псевдотемпература, показываемая пирометром, будет практически равна действительной температуре тела. [c.68]

Существуют два основных источника шума, появляющегося в выходном сигнале детектора шум самого детектора и флуктуации, присутствующие в тепловом излучении, которое попадает в детектор [58]. Ни один из них не ограничивает чувствительность фотоэлектрических пирометров в области выше 700 °С. Оба детектора (фотоумножитель и кремниевый фотодиод) могут быть использованы с временем усреднения, достаточно большим, чтобы снизить случайную погрешность из-за шума детектора и флуктуаций излучения до уровня в несколько миликельвинов в температурном эквиваленте. [c.377]

В гл. 3 рассматривались измерения термодинамической температуры газовым термометром и другими первичными термометрами. Было показано, что в температурной области выше примерно 30 К практически все численные значения термодинамической температуры основаны на газовой термометрии. Однако усовершенствования в термометрии излучения, возможно, это изменят. Уже измерения температурных интервалов в области от 630 °С до точки золота показали, что МПТШ-68 вблизи 800 °С содержит погрешность около 0,4 °С [15, 75]. Фотоэлектрический пирометр сам по себе не является первичным термометром, так как им можно измерить не абсолютную спектральную яркость источника, а только отношение спектральных яркостей двух источников, и невозможно, чтобы один из них находился в тройной точке воды. Однако фотоэлектрическая пирометрия может дать очень точные значения- для разностей температур [c.381]

В последние годы возник большой интерес к методам измерения, в которых используется избыточная информация, содержащаяся в спектре излучения нагретых тел. Принцип новых методов основан на утверждении, что если излучательная способность материала пропорциональна длине волны в степени п, то температура может быть получена из относительных измерений спектральной яркости при п + 2 длинах волн. Для п = 0 мы имеем случай двухцветного пирометра или пирометра отношения, в котором излучате,тьная способность не зависит от длины волны. Если п= и излучательная способность с длиной волны меняется линейно, требуется три длины волны. Проблема с двухцветным пирометром, как было показано, состоит в том, что для равенства излучательной способности при двух длинах волн на практике длины волн должны быть расположены рядом. С другой стороны, легко показать, что чувствительность при увеличении расстояния между длинами волн увеличивается. Подобный анализ для трехцветного пирометра показывает, что даже небольшие отличия от предполагаемого линейного соотношения между излучательной способностью и длиной волны могут приводить к большим погрешностям. Свет [81], однако, отметил, что при использовании современных компьютеров метод определения истинной температуры из измерений при т длинах волн на основе предположения, что излучательная способность является функцией п-й степени от длины волны и т>п, имеет ряд преимуществ. Они состоят в том, что избыточная информация, содержащаяся в [т—(п = 2)] измерениях, должна компенсировать недостаток точности в измерениях относительной яркости при т длинах волн. Трудности достижения высокой точности были показаны в работе Коатса [26], где был сделан вывод, что ни один из этих методов, по-видпмому, не приводит к большей точности опреде.ле-ния Т, чем точность, достигаемая пирометром на одной длине волны с использованием известной величины излучательной способности. [c.392]

По ГОСТ 8335-74 оптические пирометры (пирометры частичного излучения) могут изготовляться для измерения от 700 до 8000° С. Оптические пирометры выпускаются двухшкальными (вторая шкала при включенном ослабляющем светофильтре). Основная допускаемая погрешность измерения установлена от 7 до 18 С при низких измеряемых температурах (900— 1140 С) и до (30—100)°С при температурах 2500—4000° С. [c.220]

Для уменьшения разброса показаний при измерении температуры оптическим пирометром применяют очень маленькую скорость охлаждения лучшие результаты были получены при скорости охлаждения порядка 6—8 град/мин. Абсолютная точность пирометра этого типа по данным Национальной физической лаборатории в интервале 1500—1900° составляет + 10°. Некоторые исследователи указывают более высокую степень точности, но при высоких температурах очень трудно устранить или оценить получаемую погрешность. Эта трудность усиливается такими факторами, как поглощение излучения металлическими или другими парами в более холодной части смотровой трубы. В качестве дополнител ьной предосторожности смотровая труба применяется только один раз в связи с этим не делают никаких приготовлений для удаления ее из расплава при завершении термического анализа. [c.181]

Температура газов перед КПП измеряется в контрольных точках предварительно протарированного сечения с учетом поправки на излучение жезловых термопар. По энтальпиям газов в конце топки могут быть определены их температуры, построено распределение температур по ширине топки и определена средняя балансовая температура газоз. Например, те.мпературы газов на выходе из топки котла БКЗ-320, определенные описанным методом, совпадали с измеренными отсосным пирометром с погрешностью О—30 °С. Этот факт свидетельствует о применимости метода для мощных котлов, в которых измерения по всей ширине топки выполнить невозможно. [c.127]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...