Пирометрические преобразователи. Основные виды, принцип действия.

Температуру нагретого тела можно определить по энергии, излучаемой телом. Тепловое излучение представляет собой процесс распространения внутренней энергии излучаемого тела электромагнитными волнами. При поглощении э/м волн от излучаемого тела другими телами электромагнитные волны вновь превращаются в тепловую энергию. Приборы, определяющие температуру тела по его излучению, называются пирометрами.

Радиационные пирометры измеряют температуру (20…2500^оС) по суммарному излучению. Радиационный метод основан на зависимости интенсивности полного (интегрального) излучения нагретого тела от его температуры. Испускаемые нагретым телом лучи фокусируются линзой и направляются на чувствительный элемент пирометра. ЧЭ является термобатарея, состоящая из нескольких последовательно соединенных малоинерционных термопар. В термобатарее энергия, излучаемая поверхностью тела, преобразуется в ЭДС, по которой судят о температуре тела.

Пирометр (рис.а) состоит и телескопа I и измерительного прибора II градуировки РП. Телескоп линзой 1 объектива направляется на излучающий объект. Лучи проходят через ограничивающую диафрагму 2, фокусируются на рабочих спаях термобатареи 6. Для защиты термобатареи от механических повреждений и излучений служит экран 3. На тело телескоп наводят с помощью окуляра 5. Для защиты глаза перед окуляром помещен светофильтр 4.

Радиационный пирометр показывает кажущуюся температуру (шкала градуируется по абс.черн.телу). Действительная температура реального тела: ε – степень черноты.

Оптические пирометры (800…6000^оС) основаны на зависимости интенсивности монохроматического излучения от температуры. При измерении этим методом сравнивают яркость (интенсивность излучения) исследуемого тела с яркостью нити лампочки накаливания, расположенной между глазом наблюдателя и телом, температура к-рого измеряется. Красный светофильтр пропускает излучение только определенной длины волны и срезает коротковолновую часть излучаемого спектра, обеспечивая восприятие глазом оператора практически монохроматического излучения.

При сравнении яркости тела и яркости нити накаливания последнюю наблюдают на фоне излучающего тела. Если температура нити будет выше, то нить будет выделяться светлой линией на более темном фоне (рис.а), если температура тела больше температуры нити, то нить будет казаться темной на светлом фоне (рис.б).

Объектив пирометра 1 направляют на нагретое тело 8 так, чтобы в окуляре 4 на фоне нагретого тела была видна нить фотометрической лампы 3.Перемещая окуляр 4добиваются четкого изображения тела и нити. Изменяя накал нити реостатом 6 добиваются исчезновения нити, измеряемую температуру определяют по показанию вольтметра 7. За яркостью тела и нити наблюдают через красный светофильтр 5.

Пирометры спектрального излучения (900…2800^оС) основаны на сравнении интенсивности излучения контролируемого тела в лучах двух заранее выбранных волн. Отношение интенсивностей излучения характеризует температуру тела.

Поток излучения от нагретого тела 1 поступает через объектив 2 и диафрагму 3 к обтюратору 4, вращающемуся электрическим двигателем 9 со скоростью 50 оборотов в 1 с. На обтюраторе установлены два комплекта цветных стеклянных светофильтров, пропускающих узкие диапазоны длин волн, соответствующих длинам синих и красных волн.

При вращении обтюратора на фотоэлемент 5 поочередно попадают лучи то одной, то другой длины волны. Импульсы фототока определенной силы преобразуются в электронном усилителе 7 в сигналы, пропорциональные логарифму отношения фототоков. Синхронизатор 6 выделяет на усилителе фототок, соответствующий той длине волны, которая в данный момент проходит через светофильтр обтюратора. Измеренное отношение фототоков фиксируется автоматическим потенциометром 8, его шкала проградуирована в единицах температуры

3. Преобразователь «напряжение – напряжение». Эквивалентная схема, расчет ПНН.

Из-за большого входного сопротивления преобразователя считают, что входы ОУ практически не потребляют ток Uвх»0

при стабильная работа