Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Однако зто является довольно трудоемким процессом и вследствие этого приходится пользоваться коэффициентами излучения тел, установленными для некоторых наиболее распространенных состояний их поверхности. Коэффициенты излучения е1 некоторых тел для ) = 0,65 мкм приведены в (26). Следует иметь в виду, что в различных конкретных условиях измерения одно и то же тело может иметь коэффициент излучения ем значительно отлича1ощийся от табличных данных, Вследствие указанных выше причин переход от яркостной температуры реального тела к его действительной температуре связан с возникновением методической погрешности от неточности подбора числового значения коэффициента а1„. Отклонение от действительного значения зь может достигать -+- (10 — 20)%.
Погрешность при переходе от яркостной температуры к действительной, вызываемая неточностью значения ех, может быть оценена по формуле, получаемой дифференцированием уравнения (7-3-14) по Т и ех. (7-3-4) При неточности подбора числового значения а,, равной ~15% (Лз1,7з1„= -+0,15), и значениях Х, = 0,65 мкм н с, == 14,38 10э мкм. К погрешность ЬТ, при переходе от яркостной температуры бь к Действителы1ой Т составит: Т, К .... 1100 2000 3000 ЛТм К ..., -+- 7,2 -ю-27,1 -+-61 Выше было сказано„что оптическая плотностьпоглощающего ".текла зависит от его температуры.
Поэтому при применении оптических пирометров в помещениях с температурами, отличающими эт 20-+- 5'С, необходимо учитывать возникновение дополнительной погрешности измерений, значение которой зависит от марки поглощающего стекла и размера отклонения температуры стекла от нормальной области. Например, при измерении температуры Т = = 3000 К и температуре поглощающего стекла 35'С (Ы = 1О'С) дополнительная погрешность ЬТ составит для применяемых марок стекла: Марка стекла.... ПС-2 НС-! 3 ЬТ К.....
° ° . — 68 !!6 Подсчет этого вида дополнительной погрешности для другого значения измеряемой температуры Т„отличного от Т = 3000 К, может быть произведен по формуле (т~ (7-3-5) Следует иметь в виду еще одну причину, значительно влияихцую на результаты измерения, которую довольно часто не учитывают, а".;именно: при измерении температуры нагретого тела, освещенного посторонним источником„ яркостиая температура этого тела, показываемая оптическим пирометром, не соответствует действительной яркостной температуре тела, так как к собственной его яркости, обусловленной излучением этого тела, добавляется яркость, отраженная телом. Эта дополнительная яркость, зависящая от степени освещенности тела посторонним источником, будет тем больше, чем больше коэффициент отражения поверхности нагретого тела. Погрешность, обусловленную влиянием отраженных лучей (возникновением дополнительной яркости), не представляется возможным учесть с достаточной достоверностью, так как кроме значения коэффициента отражения тела в данном направлении необходимо знать степень освещенности тела от постороннего источника света, Поэтому при измерении температуры нагретого тела необходимо стремиться так организовать измерения, чтобы степень 'освещения тела посторонним источником света была сведена к минимуму.
Погрешность измерения, обусловленная влиянием отраженных лучей, может иметь место, например, при измерении температуры деталей вскоре после их загрузки в печь, при неравномерном нагреве частей печного пространства и т. д. Если печь имеет хорошо изолированные стенки и достаточно большое время находилась при данной температуре, то внутри печи, между ее стенками и находящимися в ней деталями, устанавливается удовлетворительное лучистое равновесие, и такую печь можно рассматривать как своего рода модель черного тела.
В этом случае яркостиая температура печи, измеряемая с помощью оптического пирометра, будет бл зка к ее действительной температуре, какова бы ни была степень черноты излучения деталей, загруженных в печь. При измерениях яркостных температур оптическим пирометром возможна также погрешность, обусловленная ослаблением видимой яркости нагретого тела вследствие рассеяния и поглощения лучей в слое задымленного или запыленного воздуха, находящегося между пнромегром и данным телом. Определить суммарный коэффициент ослабления слоя этого воздуха для данной длины волны в производственных условиях представляет большие трудности. Поэтому учесть эту погрешность в большинстве случаев затруднительно.
Во многих практических случаях, например при измерении температуры жидкого металла в ванне, имеет место большая неопределенность действительного значения коэффициента черноты излучения обьекта его Известно, что образование на поверхности жидкого металла пленки окислов в значительной степени увеличивает значение ек визируемого зеркала металла и разность между яркостной температурой зеркала металла, измеренной оптическим пирометром, и его действительной температурой становится весьма неопределенной и меняющейся в процессе дальнейшего окисления поверхности металла.
В тех случаях, когда желательно, чтобы показания оптического пнромегра непосредственно характеризовали действительную температуру тела и не было необходимости вводить недостаточно рнс. 7.э.б. Схема установки огне- определенные поправки, исполь- упорной трубы в ванну жалкого зуют искусственную полость черметалла. ного тела. В качестве примера искусственной полости черного тела на рис. 7-3-6 представлена схема введения в ванну с жидким металлом огнеупорной глухой трубы. Внутреннюю полость визирной трубы, погруженную в жидкий металл на достаточную глубину Е, можно считать изотермичной. Моиохроматический коэффициент черноты излучения такой полости можно определить по формуле 1261: рл на= 1 — — —, 1 — рк 4г.а' где И вЂ” внутренний диаметр глухой трубы; рь - коэффициент отражения поверхности трубы.
Из этой формулы имеем — = 2)/ (1 — ек) ( — — 1). (7-3-6) С помощью формулы (7-3-6) при известном ра можно определить значение отношения д/Е, обеспечивающее требуемый коэффициент черноты излучения ек полости. При применении этой формулы необходимо иметь в виду, что чернота полости определяется не только размером ее отверстия, но и степенью изотермичности ее стенок, 7-4. Фотоэлектрические пирометры Фотоэлектрические пирометры являются автоматическими показывающими и записывающими приборами. Они позволяют измерять и записывать яркостную температуру неподвижных или движущихся тел, нагретых до видимого свечения, например температуры при высокочастотном нагреве, температуры прокатываемого металла и т.п.
Фотоэлектрические методы измерения яркостей широко используются в прецизионных фотоэлектрических установках, применяемых для научных исследований и эталонных работ в области оптической пирометрии Фотоэлектрические методы позволили превзойти точность в измерении яркостей, которая была достигнута в визуальной оптической пирометрии, так как в последнем случае точность ограничена контрастной чувствительностью человеческого глаза. В фотоэлектрических пирометрах в качестве приемника излучения (чувствительного элемента) используют фотоэлемент, фото- сопротивление и т. и. При освещении фотоэлемента в цепи его возникаег ток, пропорциональный световому потоку, испускаемому нагретым телом.
Следует отметить, что применяемые фотоэлементы (сурьмяно-цезиевые, кислородно-цезиевые, с запирающим слоем и др.) обладают различной спектральной чувствительностью, которая зависит от типа фотоэлемента. В зависимости от того, какой рабочий спектральный интервал используется в существующих фотоэлектрических пирометрах, они могут быть разделены на две группы. Кпервой группе относятся фотоэлектрические пирометры, у которых при применении красного светофильтра с областью пропускания, начинающейся с длины волны около О,б мкм, используется сравнительно узкий рабочий спектральный интервал фотоэлемента — от О,б до 0,72 мкм.
Благодаря этому у пирометров этого типа и у визуальных оптических пирометров эффективные длины волн практически совпадают. Градуировка и роверка фотоэлектрических пирометров этого типа производится с помощью температурных ламп, ' снабженных стеклом ПС-5 и градуированных на яркостные температуры в свете длины волны О,бб мкм.
Поскольку эффективные длины волн указанных фотоэлектрических пирометров и визуаяьиых оптических пирометров одинаковы, то яркостные температуры, измеренные этими приборами, будут совпадать в пределах их суммы допустимых основных погрешностей. Переход к действительным температурам тел от их яркостных температур, измеренных фотоэлектрическим пирометром, можно осуществлять с помощью уравнений (7-2-14) и (7-2-15) или специальных таблиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
