Файл: Пирометрические датчики.pdf

где 1 и 2 - испускательные способности тел при длинах волн 1 и 2 .

В том случае, если фотоэлектрические приемники цветового пирометра проградуированы по излучению черного тела, полученные измерительные сигналы пропорциональны соответствующим яркостным монохроматическим температурам. Зависимость между яркостными температурамиT 1 и T 2 и истинной температурой ТИ выражается следующей

формулой:

1

ТИ 1 1 ,

T1 T 2

где

ln 1 ; 1 .

При цветовом методе определения температуры в основное уравнение входит отношение коэффициентов черноты двух длин волн, значение которого отличается большим постоянством, чем сами коэффициенты, и для серых тел равно единице. Таким образом, для серых тел ( 1 2 ) цветовая температура совпадает с истинной. Для тел, у которых

возрастает с ростом длины волны ( 2 1 ), цветовая температура меньше истинной.

Для тел, у которых убывает с ростом длины волны ( 2 1 ), цветовая температура

больше истинной.

При измерении с помощью цветового пирометра температуры несерых тел для определения истинной температуры необходимо знать для объекта отношение испускательных способностей на соответствующих длинах волн. Если при измерении температур пламен не вносить требуемые поправки, то разность между цветовой и истинной температурами для всех видов не очень слабо светящихся пламен будет иметь величину порядка десятков градусов, в то время как разница между яркостной и истинной температурами составляет сотни градусов.

Таким образом, в случае применения цветового метода измерения температуры значительно уменьшается поправка на неполноту излучения по сравнению с яркостным методом и практически отсутствуют погрешности, связанные с геометрией поверхности и изменением расстояния от пирометра до объекта. Уменьшается также влияние на результат измерения неселективного поглощения промежуточной средой.

Методическая точность измерения цветового метода существенно зависит от свойств объекта и в оптимальном случае составляет 3 - 4%.

Измерительные схемы цветовых пирометров могут быть выполнены одноканальными и двухканальными. В случае применения одноканальной схемы два различных монохроматических световых потока с помощью оптического коммутатора попеременно подаются на один фотоэлектрический приемник. Одноканальный принцип измерения повышает стабильность характеристик прибора при снижении требований к постоянству характеристик элементов схемы, а также к постоянству напряжения питания. При изменении характеристик элементов схемы или величины напряжения питания в одноканальном цветовом пирометре происходит одновременное изменение величин сигналов, соответствующих различным спектральным яркостям, и вследствие этого показания прибора не изменяются. Однако введение в измерительную цепь оптического коммутатора несколько снижает динамические качества прибора.

17

Рисунок 4 - Структурные схемы цветовых пирометров.

Т1, Т2 - светофильтры; Ф - фотоэлемент; 3 - зеркала; К – оптический коммутатор; Об - обтюратор; У - усилитель; УП - усилитель-преобразователь; ПС - пересчетная схема; Г - генератор; РП – регистрирующий прибор.

18