Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Вторичные приборы обычно снабжают шкалой, позволяющей отсчитывать непосредственно радиационную температуру, выраженную в градусах Цельсия. Предел допустимой основной погрешности пирометров полного излучения (радиационных пирометров) в области темпе- ратур от 600 до 2600'С находится в интервале 7,6 — 30'С (ГОСТ 6923-74). Для ознакомления с действием и устройством пирометра полного излучения рассмотрим упрощенную схему этого прибора (рис. 7-6-1). Пирометр состоит нз первичного пре4' образователя (телескопа) с рефракторной оптической системой и измерительного прибора ИП (милливольтметра или автоматического потенциометра). Изображение объекта, температура которого измеряется, создается в телескопе с помощью линзы объектица 7 в плоскости, лежащей за диван фрагмой 2. В этой плоскости распо- ложена термобатарея 3, являющаяся Рис.
7-6-1. схема устрозства приемником лучистой энергии, а пирометра полного излучения. вместе с тем и преобразователем ее в термо-э. д. с. Лучи, выходящие из различных точек поверхности объекта и попадающие в линзу обьектива, концентрируются на рабочей поверхности термобатареи, ограниченной отверстием диафрагмы 2. Термо-э. д. с. термобатареи, устанавливающаяся в результате воздействия на нее потока лучистой энергии и теплообмена с окружающими деталями, измеряется прибором ИП. ау ф а7 3 Рнс. 7-6-2. Термобатареи преобразова- Рнс.
7-6-3. Способы температурной комгеля парометра полного излучения. пенсапнн, применяемые в преобразова- телях пирометров полного излучения. Примеры конструктивного выполнения открытых термобатарей представлены на рис. 7-6-2. Рабочие концы термоэлектрических преобразователей ! у этих термобатарей расположены по кругу н центре слюдяного кольца 3, а свободные их концы закреплены : помощью тонких металлических пластин 2 на том же слюдяном колыге (рис. 7-6-2, а) или непосредственно с помощью слюдяных колец 3 (рис. 7-6-2, б). Выводы 4 термобатарей соединяются с зажимами первичного преобразователя, Рабочая поверхность термо- батарей, на которую*подается поток лучистой энергии, зачернена платиновой чернью. Свободные концы термоэлектрических преобразователей термобатареи находятся обычно в тепловом контакте с корпусом первичного преобразователя (телескопа), градуировка и поверка которого производятся при температуре 20з 2'С.
При отклонениях температуры корпуса телескопа от градуировочной температуры показания пирометра будут неправильными. Возникающие при этом дополнительные погрешности могут достигать больших значений. ,1(ля снижения этого вида погрешностей измерения первичные преобразователи пирометров снабжаются различными устройствами температурной компенсации. На рис. 7-6-3, а приведена схема, иллюстрирующая распространенный способ температурной компенсации с помощью электрического шунта 17,„, изготовляемого из меди или никеля. Резистор Я„„ шунтирукиций термобатарею с сопротивлением 17„помещают в корпусе первичного преобразователя рядом со свободными концами термоэлектрических преобразователей термобатареи.
В зависимостн от значения термо-э. д. с. Е, термобатареи ток 1, протекающий в ее цепи, создает на резисторе 17 падение напряжения (1=И (7-6-!) которое измеряется с помощью прибора ИП. При возрастании температуры корпуса преобразователя пирометра и соответствующем увеличении сопротивления резистора Й, как видно из выражении (7-6-1), падение напряжения У повышается и благодаря этому создается возможность (при правильно выбранном начальном значении 17,„) значительно скомпенсировать уменьшение термо-э. д.
с. термобатареи, а тем самым снизить дополнительные погрешности измерения при нагревании телескопа в рабочем интервале от 0 до 100"С. Рассмотренный способ температурной компенсации с помощью медного резистора применяют в отечественном первичном преобразователе пиромегра полного излучения (радиационного пирометра) типа РАПИР и в ряде пирометров, выпускаемых зарубежными фирмами. Рассмотрим другой распространенный способ температурной компенсации с помощью биметаллического компенсатора, устройство которого схематично показано на рис. 7-6-3, б.. В пазах корпуса компенсатора 1 первнчного преобразователя расположены четыре биметаллические пластины 2, прикрепленные одним концом к его корпусу.
К свободным концам биметаллических пластин приварены тонкие профилированные заслонки д, частично перекрывающие площадь отверстия диафрагмы 4 перед термобатареей. При повышении температуры корпуса первичного преобразователя биметаллические пластины деформируются и постепенно выводят заслонки из отверстия диафрагмы, вследствие чего увеличивается поток лу- чистой энергии, попадающей на рабочую поверхность термобатареи. Зто позволяет компенсировать уменьшение термо-э. д. с. термобатареи, обусловленное нагреванием корпуса первичного преобразователя, а вместе с тем и свободных концов термоэлектрических преобразователей термобатареи. Такой способ температурной компенсации применен в первичном преобразователе пирометра типа ПРК-600.
Дополнительная погрешность первичного преобразователя пирометров полного излучения вызвана отклонением температуры его корпуса от градуировочной (20-~-2'С), не превышаег приведенных ниже значений (ГОСТ 6923-74). Температура корпуса телескопа, 'С Допускаемое изменение показаний телескопа парометра, 'С ............ -+-45 +.3 О .+.4 -+.8 +-13 -г18 Зги данные говорят о том, что первичные преобразователи пирометров даже при наличии температурной компенсации характернзуются значительными допускаемыми дополнительными погрешностями, а применяемые в первичных преобразователях пирометров способы температурной компенсации требуют дальнейшего усовершенствования. В промышленных условиях для снижения изменений показаний, вызываемых нагревом корпуса первичного преобразователя, последний помещается в защитный кожух, охланФаемый проточной водой.
При измерении температуры пирометром полного излучения наводка первичного преобразователя производится п(1и помощи визирного устройства 4 (рис. 7-6-1). В целях зашиты глаза при наводке на излучатель, имеющий высокую температуру, перед линзой устанавливают цветное защитное стекло 5. При наводке первичного преобразователя пирометра необходимо добиться такого положения, чтобы видимое через окуляр изображение объекта полностью перекрывало отверстие диафрагмы перед термобатареей. При правильной фокусировке преобразователя пирометра рабочая поверхность термобатареи находится в центре видимого изображения. Минимальный размер излучателя, при котором изображение его полностью перекрывает отверстие диафрагмы перед термобатареей, определяется углом визирования объектов пирометрических преобразователей.
Угол визирования объектов пирометрических преобразователей характеризуется значением показателя визирования, т. е. отношением диаметра круга а), вписанного в проекцию контура излучателя на плоскость, перпендикулярную оптической оси преобразователя, к расстоянию от излучателя до объектива преобразователя Е, при котором изображение излучателя полностью перекрывает отверстие диафрагмы перед термобатареей.
Так как значение показателя визирования зависит от расстояния между излучателем и объективом, первичные пирометрические преобразователи принято характеризовать номинальным показателем визирования, который определяется на расстоянии Е = 1000 мм. Пир ометр ические преобразователи в зависимости от значения номинального показателя визирования 1т/1, подразделяются: на широкоугольные — показатель визирования более ь/ „на узко- угольные — показатель визирования ь/„и менее. При применении различных типов первичных преобразователей пирометров полного излучения необходимо иметь в виду, что они являются в той или иной степени селективными приемниками излучения.
Вследствие этого пирометры различных типов, дающие одинаковые показания при наведении на черное тело, будут давать различные показания при измерении температуры селективного излучателя. Первичные пирометрические преобразователи типа. ТЕРА-50. Преобразователи (телескопы) ТЕРА-50 пирометров полного излу- у вял а л 7в 7к а/ «г 7л Рис.
7лр4. Первичные преобразователи кирометра типа РАПИР. а — уакоугольнма преобразователь тапа ТЕРА-БО; б — онтнеескан система ппероко- угольного преобрааователк типа ТЕРА-ОО. чения (раднационных пирометров) типа РАПИР позволяют измерять температуру поверхности нагретых тел от 400 до 2500'С. Первичные преобразователв ТЕРА-50 снабжены объективами с номинальным показателем визирования '/ге или '/,. Таким образом, при расстоянии излучателя от объектива 1 = 1000 мм узкоугольный телескоп воспринимает излучение с поверхности нагретого тела диаметром 50 мм, а широкоугольный 143 мм.
Устройство узкоугольного пирометрнческого преобразователя ТЕРА-50 показано на рис. 7-6-4, а. Здесь 1 — корпус телескопа; 2 — линза объектива, вмонтированная в оправу; 8 — термобатарея; 4 — компенсационный медный резистор, шунтируюший термобатарею (см. рис. 7-6-3, а); 5 — корпус термобатареи, состоящий из основания с укрепленной на нем термобатареей, и фланца с резьбовым отростком; б — подвижная диафрагма; 7 — неподвижная диафрагма; 8 — линза визирного устройства; 9 — защитное стекло; 10 — крышка; 11 — контактный винт; 12 — штуцер для вывода проводов; 18 фланец для крепления телескопа к защитной арматуре. В целях получения стандартной градуировочной характеристики пнрометрических преобразователей на заводе-изготовителе производят подгонку напряжения на его зажимах, перемещая диафрагму б вдоль резьбового отростка фланца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
