Технологические измерения и приборы, страница 8

        Т_р – радиационная  температура.

Яркостной температурой р.т. называют температуру при которой плотность потока спектрального измерения а.ч.т. равна плотности потока излучения р.т. для той же длины волны при действительной температуре.

где а – постоянная для данного тела;

       Т_я – яркостная температура.

          Цветовая температура реального тела называют температуру, при      которой отношение плотностей потоков  излучения а.ч.т. для длин волн       λ₁,  λ₂ = отношению плотностей потоков реального тела для тех же длин волн при действительной температуре.

Соотношение между цветовой и действительной:

где ,- спектральные степени черноты соотношение длин волны;

          в – постоянная.

Погрешность данного пирометра

Погрешность периметра вызванного ошибкой определения степени черноты определяется по следующей формуле:

Квазимонохроматические пирометры с исчезающей нитью

Суть метода:

1 – объект измерения;

   2 – обектив;

   3 – фокусирующая  плоскость(след);

                              4 – нить накала;

 5 – окуляр;

 6 – наблюдатель;

7 – светофильтр (для выделения монохроматического света определенной  длиной волны);

8 – поглощающее стекло (дымчатый светофильтр);

9 – реостат;

10 – источник питания;

11 – измерительный прибор;

где   Т₁- температура по шкале пирометра с поглощающем стеклом;

          Т – температура  по шкале пирометра без поглощающего стекла;

          А – пирометричный коэффициент ослабления.

Фотоэлектрический пирометр излучения

Схема монохроматического пирометра

1 – объект  измерения;

2 – объектив;

3 – диафрагма;

4 – красный светофильтр;

5 – фотоэлемент;

6 – усилитель;

7 – силовой блок;

8 – электромагнитный вибратор;

9 – образцовый резистор;

10 – измерительный прибор.

Фотоэлектрический периметр спектрального отношения

                                               U_λ1

                                     U_λ2

Излучение от объекта измерения 1 поступает в объектив (2), затем на пленку (3), на котором световой поток частично отражается и через зеркало (4) направляется на кремниевый фотоэлемент (5). На который под влиянием света возникает фото ЭДС Uλ₁. Другая часть светового потока частично пропускается фильтром (3) и через зеркало (6), направляется на фотоэлемент (7), на котором возникает фото ЭДС и Uλ₂. Эффективная длина волны отраженного фильтра излучения λ₁= 0,888мкм, а длина волны излучения прошедшего через фильтр λ₂= 1,034 мкм. Выходное направление Uλ фотоэлемента (7) уравновешивается частично выходным напряжением фотоэлементом (5)      на реохорде (8) компенсатора напряжений. Положение движка реохорда (8), пропорционально отношению Uλ₂ / Uλ₁, т.е. пропорционально отношению спектральных яркостей. В₀ λ₂ Т_Ц/ В₀ λ₁ Т_Ц, которая определяется цветовой температурой Т_ц измеряемого цвета. Если Uλ₂ не уравновешенна на реохорде (8), то на вход усилителя (9) будет поступать сигнал, который будет вращать реверсивный двигатель (9) перемещающий движок (8) до наступления уравновешивания. В цепь фотоэлемента (7) дополнительно подается к резистору (11) от стабилизатора (12). Придел измерения 200…2800 ⁰С с под диапазона 200…800⁰С.

Придел основной погрешности 1%.

Пирометры полного излучения

Схема рефракторного пирометра.

1 – объект измерения;

2- объектив;

3 – диафрагма;

4 – термобатарея;

5 – термосопротивление;

6 – собирающая линза;

7 – диафрагма;

8 – наблюдатель;

9 – измерительный прибор.

Термобатарея состоит из нескольких термопар (6), (7) – окуляр, состоят из термоскопа, который ограничивает пропускание длинных волн и следовательно целесообразно испытывать для измерения высоких температур.

Схема рефлекторного пирометра.

1 – объект измерения;

2 – инфракрасный фильтр;

3 - диафрагма;

4 - термобатарея;

5 – мостик с термосопротивлением;

6 – рефлектор (вогнутое зеркало);

7 – отверстие для визирования;

8 - наблюдатель;

9 – измерительный прибор.

Отличие в способе фокусирования излучения собирается на термобатарее с помощью вогнутого зеркала. Красный фильтр служит для того, чтобы защитить глаза наблюдателя при наводке.

Газоанализаторы.

1.  По принципу действия:

·  химические;

·  физические;

·  комбинированные.

2.  По агрегатному состоянию:

·  газоанализатор газов;

·  жидкостей;

·  твердых веществ

3.  По количеству измеряемых веществ:

·  однокомпонентные;

·  многокомпонентные;

4.  По характеру действия и обработки информации:

·  ручные;

·  автоматизированные;

·  автоматы;

5.  По условию применения:

·  производственные;

·  лабораторные.

Объемно-химический газоанализатор

1,2,3 – поглотительные сосуды;

Принцип действия: прибор состоит из трех поглотительных сосудов     1 – 3, измерительной бюретки (4), соединенной гребенкой (5) и подвижной напорной банки (8). Банка (8) играющая роль насоса частично подкрашена водой заполнена. С помощью трехходового крана  (6) гребенка сообщается   с трубкой подвода на анализ газа с наружным воздухом. Также кран (6)      соединен с фильтром (7), служащий для чистки поступающего на анализ газа от пыли. Для определения реактива СО₂, служит раствор СаОН, для             О₂ – смесь СаОН с пирогаловой кислотой, для СО – раствора полухлористой Си нашатырного спирта и аммиака.

Недостаток: длительность процесса, погрешность 0,5 – 1%.

Термокондуктометрический газоанализатор

Принцип действия основан на зависимости теплопроводности газовой системы от концентрации компонентов.

Теплопроводность газовой смеси определяется по формуле:

где   С₁, С₂,…С_п – концентрация компонентов,

          λ₁, λ₂,… λ_п – теплопроводность каждого компонента.