Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 20

Пирометры спектрального отношения показывают цветовую температуру T_ц, при которой отношение спектральных энергетических яркостей абсолютно черного тела при длинах волн l₁ и l₂ равно отношению спектральных яркостей при тех же длинах волн реального тела с температурой T, или

                                                      ,

отсюда

                                       .                                                                (5.36)

Поскольку , то различие T_ц от действительной температуры реального тела будет незначительным.

Пирометры полного излучения определяют радиационную температуру T_р, при которой интегральные яркости абсолютно черного тела и реального тела при температуре T равны, т. е.:

                                         , или ,

где     e_T – интегральный коэффициент теплового излучения.

Тогда действительная температура будет:

                                                          .                 (5.37)

Здесь достаточно определить e_T. Однако эта задача встречает большие трудности, т. к. разброс значений e_T велик. Поэтому отклонение радиационной температуры T_р от действительной при измерениях пирометрами полного излучения имеет наибольшие значения в сравнении с результатами измерений пирометрами других типов. В общем случае:

                                               .       (5.38)

На рис. 5.28 приведена схема оптического пирометра. Он состоит из оптической системы и миллиамперметра 1 со шкалой, градуированной в °C, на разные пределы измерения яркостной температуры. Телескоп имеет объектив 2 и окуляр 5, с помощью которых он наводится на объект измерения. Между объективом и окуляром размещена лампа накаливания 4 и два светофильтра: красный 6 и серый 3. Красный светофильтр увеличивает чувствительность глаза наблюдателя. Серый светофильтр ослабляет яркость, может быть введен или выведен из поля наблюдения. При наблюдении без серого светофильтра отсчет ведется по шкале 800 ¸ 2000 °C, а с введенным светофильтром – по шкале 1200 ¸ 3200 °C.

Нить накала лампы видна в поле наблюдения. Ток накала лампы регулируется реостатом R в цепи питания от батареи Б. По мере вывода сопротивления реостата ток лампы увеличивается, нить лампы разогревается и становится менее видимой на поле наблюдения. В момент совпадения яркости свечения нити накала и объекта наблюдения (рис. 5.24, в) часть нити становится невидимой, а указатель миллиамперметра установится на отметке, соответствующей яркостной температуре. При дальнейшем увеличении накала лампы нить будет видна на темном поле наблюдения в виде светлой линии (рис. 5.24, г). При бор используется для измерений температуры при наладке топочного процесса.

На рис. 5.29 приведена схема измерительного элемента радиационного пирометра. Пирометр имеет термобатарею, собранную из последовательно соединенных термоэлектрических термометров градуировки ХК. Рабочие концы закреплены в центре на слюдяной пластинке 1, на которую линзой фокусируется тепловой поток наблюдаемого объекта. Свободные концы термометров закреплены на металлических пластинках 2, которые укреплены на слюдяном кольце 3. Суммарная ТЭДС от термобатареи подается на вторичный прибор, на котором отсчитывается температура T_р.

5.3.  Измерение давления и разрежения

Давление относится к числу распространенных измеряемых физических величин. Оно характеризует нормально распределенную силу, действующую со стороны одного тела на единицу поверхности другого. Давление является параметром термодинамического состояния газа или жидкости.