Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 65

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 65)

тй — относительная спектральная чув- зависимость яркости нити от силы т — спектральный ковфф~пиент про- тОКа, ПретЕКаЮщЕГО ЧЕРЕЗ НЕЕ, пускания красного светоФильтра. ЕСЛИ Ннтв ЛаМПЫ НЕ ПОдаарравтея нагреву выше 1400 С. Поэтому для измерения яркостиой температуры выше 1400'С телескоп оптического пирометра снабжают поглощающим стеклом, помещаемым между объективом и пиромегрической лампой. Поглощающее стекло может быть установлено и перед объективом в целях уменьшения его нагрева.

Поглощающее стекло, предназначенное для ослабления яркости источника излучения, обычно характеризуют его коэффициентом пропускания. Значение этого коэффициента показмвает, какая доля лучистой энергии спектрального участка, используемого в оптическом пнрометре, упавшая на стекло„пропускается им. Таким образом, измерение яркостных температур с включенным поглощающим стеклом производится путем сравнения неослабленной яркости нити пирометрической лампы с ослабленной яркостью источника излучения. В качестве поглощающего стекла обычно применяют пурпурное стекло марки ПС-2, а иногда марки НС-13.

Проведенные во ВНИИМ исследования показали, что оптическая плотность этих стекол зависит от температуры самих стекол. При повышении температуры поглощающего стекла ПС2 его оптическая плотность увеличивается, а стекла НС-13 уменьшается. Следует также иметь в виду, что влияние температуры у стекла НС-13 оказывается несколько сильнее, чем у стекл» ПС-2. В приборах, имеющих верхний предел измерений 2000'С, устанавливают поглощавшее стекло такой оптической плотности, чтобы при яркостной температуре объекта 2000'С яркостная температура изображения не превышала 1400'С.

Некоторые типы оптических пирометров снабжаются двумя поглощающими стеклами: одно, например, для измерения температур от 1200 до 2000 С, второе— ог 1800 до 3000'С. Оптическая плотность поглощакхцих стекол в данном случае выбирается так же, как и в предыдущем случае, т. е. при яркостной температуре объекта 2000 или 3000' С яркосгная температура изображения не должна превышать 1400'С, Показывающие приборы оптических пирометров, рассчитанные на два диапазона измерений, снабжаются двумя шкалами. например,первая предназначается для измерения яркостных температур в интервале 800 — 1400'С при выведенном поглощающем стекле, а вторая 1200 — 2000'С вЂ” для измерений с поглошающим стеклом.

Найдем соотношение между температурой Т, черного тела, которое рассматривается при измерении в свете длины волны Х, непосредственно глазом наблюдателя, и температурой Т; ~ Т, второго черного тела, которое в свете той же волны рассматривается при измерении через поглощающее стекло с коэффициентом пропускания ть. Меняя температуру Т; второго тела до значения Тм (Т„Т„), можно добиться того, что изображения обоих тел будут иметь одинаковую видимую яркость. Тогда, зная температуру Та, длину волны Х, и коэффициент пропускания ть поглощающего стекла, можно расчетным путем определить Тм.

Используя уравнение (7-2-10) и учитывая, что согласно принятому условию В, (Х„Т ) = = тьВ (Х,Тм), получаем: — 1 „-а,(~,гм и после необходимых сокращений и логарифмирования будем иметь: Т Т с т' (7-3-1) или (7-3-2) т— — т— —— .4, где (7-3-3) Величина А, характеризующая ослабляющее действие данного поглощакицего стекла„получила название пирометрического ослабления. Пирометрическое ослабление А может быть определено экспериментально с использованием формулы (7-3-2) сличением с градуиро- ванным источником излучения. Уравнение (7-3-2) имеет большое значение в оптической пирометрии. Это уравнение позволяет производить градуировку и поверку шкалы оптических пирометров выше 1400"С; кроме того, иа его основе с помощью набора ослабляющих устройств воспроизводится температурная шкала по одной опорной точке Т,— точке затвердевания золота 126).

Оптический пирометр типа ОП ПИР-017, снабженный встроенным в первичный преобразователь (телескоп) показывающим измерительным прибором, является техническим пиромегром с исчезающей Рис. 7-3-3. Схема устройства оптического парометра типа ОППИР-017. нитью переменного накала. Пиромегр рассчитан на следующие диапазоны измерений яркостной температуры: 800 — 2000'С, 1200— 3000'С. Схема прибора показана на рнс.

7-3-3. Оптическая система пнрометра состоит из объектива 7, окуляра 2, красного светофильтра 8, диафрагмы 4 для ограничении н обеспечения постоянства выходного угла и поглощающего стекла 5. В фокальной плоскости телескопа находится нить пирометрической лампы б. В качестве показывающего прибора используется дифференпиальный амперметр 7 магинтозлектрической системы с двумя рамками 1хр н 1ср. Рамка )ар является основной и включена параллельно нити пирометрической лампы. Рамка )ср, представляющая собой дополнительную рамку, включенную последовательно с нитью лампы, создает вращающий момент, противоположный моменту основной рамки.

Такая схема прибора позволяет уменьшить нерабочий участок его шкалы до минимального значения, Сила тока, протекающего через нить, регулируется с помощью кольцевого реостата Аь При повороте кольца, а следовательно, и движка В слева направо сопротивление реостата уменьшается. При крайнем левом положении кольца движок сходит со спиралей реостата и разрывает цепь питания током нити лампы. При зтам движок соединяет концевые контакты 9 и замыкает накоротко основную рамку гср, что способствует успокоению подвижной части прибора и уменьшению колебаний ее при переноске пиромегра.

й П инципиальная электрическая схема оптического пирометра . ОП Р представлена на рис. 7-3-4, где )гр и гср — основная и цопопнительная рамки измерительного прибора; гс, и Лев побаночные резисторы основной и дополнительной рамок; Йе. — резистор, шунтирукнций дополнительную рамку; Л вЂ” пирометрическая лампа; К вЂ” кон- ях лр цевые контакты; ггг — реостат для ре- ег гулирования силы тока, протекающего к через нить лампы; ИП вЂ” источник пита- л ег ния (напряжение от 2,6 до 2,0 В). Зажимы' Л, и Ле пирометрической л 'е лг лампы служат для подключения к ней !1 нругого прибора при отсоединенной измерительной схеме встроенного прибора Ряс.

7-зчи принципиальная (перемычка 17 снята). В этом случае из- електряческея схема оцтяче- ского пирометре ОППИР-017. иерение силы тока, протекающего через нить пиромегрической лампы, можно производить потенциометром путем измерения падения напряжения на образцовом резисторе, включаемом последовательно с нитью пампы и источником питания, Лабораторный оптический пирометр типа ОП с исчезающей нитью переменного накала предназначается для измерения яркостных температур от 900 до 3000'С.

Этот прибор применяют как образцовый 2-го разряда, так и для измерения температур при разничных научных исследованиях, Устройство оптического пирометра ОП показана на рис. 7-3-5. объектив 7 и окуляр 8 пиромегра помещены в тубусы, закрепленные в кронштейне 4 н соединенные с коробкой 5, в патроне которой установлена пирометрическая лампа б. Перемещение объектива производится поворотом наружного кольца 2. №жду пирометрической лампой и окуляром установлен красный светофильтр 7 Нля моиохроматизации света. Патрон пирометрической лампы снабжен юстировочным приспо:облением, позволяющим устанавливать нить лампы на оптической оси прибора.

При наводке оптической системы пирометра на исследуемый объект тубусы и коробки пирометрической лампы, закрепленные на кронштейне. могут поворачиваться на вертикальной винтовой стойке 8 в пределах Ж)', а при вращении маховика 9 =- подниматься али опускаться на 100 мм. Основание пирометра Хз имеет упор и два установочных винта, позволяющих изменять наклон пирометра т нужных пределах.

По окончании наводки положение оптической .истемы фиксируется с помощью стопорных винтов. Внутри вертикальной винтовой стойки 8 проложены соединительные провода от патрона пнрометрической лампы к реостатам груйой 10 н точной !1 регулировки. Для подключения источника питазия и измерительной схемы предусмотрены зажимы 18.

Рис. 7-3-о. Лаоораторпый оптический пироиетр типа ОП. Для измерения яркостиой температуры выше 1400'С пирометр снабжен вращающейся обоймой И с поглощающими стеклами. обойма имеет три отверстия и может быть установлена в три полозсеиия: при установке в первое фиксированное положение пирочетр работает в диапазоне 900 †14 С; при повороте обоймы следующее положение вводится первое поглощающее стекло тля диапазона измерения 1400 — 2000'С; следующим поворотом обоймы вводится второе поглощающее стекло — для диапазона чзмерения 2000 — ЖЮО'С. Измерение силы тока, протекающего через нить пирометрической лампы, производится лабораторным потенциометром путем измерения падения напряжения на образцовом резисторе 0,1 Ом, включенном в цепь источника питания последовательно с нитью лампы.

Кроме рассмотренных, для измерения яркостной температуры применяется прецизионный оптический пирометр типа ЭОП [26). Основные методические указания по применению ойтических пирометров. При измерении яркостной температуры с помощью оптического пиромегра необходимо учитывать, что коэффициент излучения тела з,, как отмечалось выше, зависит не только от температуры тела н длины волны, но и в сильной степени от характера поверхности данного тела.

Увеличение шероховатости поверхности реального тела приводит к возрастанию зх. Различная степень окисления поверхности металла приводит к изменению коэффициента излучения; В силу этого для повышения надежности определения действительной температуры тела целесообразно было бы одновременно с измерением яркостной температуры производить и определение коэффициента излучения данного тела.

Характеристики

Список файлов домашнего задания