Цветовые пирометры.часть 3стр56

Чем выше температура и интенсивней тепловое движение носителей заряда в теле объекта,

тем на более высоких частотах идет излучение. Растет значение спектральной энергетической

светимости на всех длинах волн, но преимущественно на коротких. Кривая спектра, поднимаясь,

одновременно сдвигается в сторону коротких волн. Положение максимума?макс смещается по

правилу?макс=b/T, где b – константа. Это – закон Вина.

Таким образом, при увеличении температуры вместе с ростом интенсивности света,

воспринимаемой зрением как яркость, меняется соотношение различных частотных

составляющих. Меняется относительное возбуждения различных типов чувствительных клеток

сетчатки – колбочек, меняется воспринимаемый зрением цвет. Очень условно можно

предполагать, что железная кочерга, нагретая до температуры до 1000 К, излучает только

инфракрасное излучение. При дальнейшем увеличении температуры, спектр переходит в видимый

диапазон и тело начинает светиться темно красным цветом (красное каление). Затем свет станет

ярче, в спектре появится оранжевый цвет, затем увеличится доля желтого, зеленого, голубого,

синего и фиолетового (в соответствии с правилом Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит

Фазан). Цвет перейдет из темно красного, в красно-оранжевый = светло-красный, затем в красно-

оранжево-желтый = рыжий, затем красно-оранжево-желто-зеленый = рыже-желтый, затем в

краснооранжево-желто-зелено-голубой = светло-желтый, затем в красно-оранжево-желто-зелено-

голубо-синий = очень светло желтый, затем в спектре будут почти равном соотношении все цвета

радуги, и цвет станет почти белым (белое каление). Температура рыжего пламени свечи – 1900 К,

рыже-желтой нити накаливания – 3200 К, светло-желтой поверхности солнца – 5600 К.

Таким образом, цвет нагретого объекта зависит от его температуры. Приборы, основанные

на использовании данной закономерности называются цветовые пирометры. Как правило они

определяют температуру по отношению светимостей для фиксированных длин волн излучения.

Это отношение однозначно зависит от положения максимума спектральной энергетической

светимости, а значит и от температуры.

Функциональная схема цветового пирометра приведена на рисунке 1.30.

. Рисунок 1.30 – Функциональная схема цветового пирометра

1 – объект измерения; 2 – объектив; 3 – фильтр; 4 – обтюратор; 5 – фотоэлемент; 6 – усилитель; 7 –

– реверсивный двигатель Эти пирометры измеряют цветовую температуру объекта по отношению интенсивностей из-лучения в двух определенных участках спектра. Основное преимущество таких пирометров заключается в независимости их показаний от излучательной способности объекта, а также от наличия дыма, пыли и испарений в пространстве между объектом и пирометром. Световой поток от объекта измерения 1 прерывается обтюратором 4 с двумя светофильтрами, пропускающими излучение на двух длинах волн?1, и?2 к фотоэлементу 5, что вызывает появление на выходе фотоприемника переменного сигнала, амплитуда которого пропорциональна отношению спектральных светимостей входных потоков света. Таким образом, амплитуда переменной составляющей выходного сигнала зависит от температуры поверхности объекта контроля. Переменная составляющая выходного сигнала фотоприемника усиливается в усилителе 6 и подается на реверсивный двигатель 7, который перемещает уравновешивающий фильтр 3 до тех пор, пока не уравняются интенсивности излучения на обеих длинах волн. В положении равновесия переменная составляющая выходного сигнала фотоприемника исчезает, а перемещение фильтра 3 является мерой измеряемой температуры.

Диапазон измерения от 1000 до 2500?С. При использовании инфракрасных фотоприемников

нижний предел температурного диапазона может быть уменьшен до 20 – 50?С. Достоинством

таких приборов является то, что для «серых» тел измеряется действительная температура.

Напомним, что серым называется тело, степень черноты поверхности которого можно принять

постоянной в широком диапазоне длин волн излучения.

Дата добавления: 2015-11-16