48. Бесконтактные средства измерения температуры.

Существует 2 метода бесконтактного измерения температуры, основанные на различных физических законах и реализуемые в двух типах термометров:

Пирометры яркостные

Пирометры радиационные

Любая поверхность, температура которой q выше абсолютного нуля, испускает электромагнитное излучение. Измерительные приборы, которые могут по этому излучению определять температуру излучающего тела, называют пирометрами излучения (радиационными термометрами), или просто пирометрами. Длина волн l теплового излучения лежит в пределах 0,1 - 1000 мкм, т. е. в области, на которую приходится узкий диапазон видимых лучей.

При излучении передается энергия. Если на какую-либо поверхность падает поток излучения Ф (энергия за единицу времени, Вт), то он частично отражается этой поверхностью, частично поглощается частично пропускается далее. Соответствующие доли энергии характеризуется коэффициентами, которые должны быть меньше или равны единице:

коэффициент отражения r = Фr / Ф,

коэффициент поглощения a = Фa / Ф,

коэффициент пропускания = Фt r / Ф.

 Пирометры. Зная законы излучения, температуру q излучающей поверхности можно рассчитать по измеренному потоку излучения на известную площадь приемника. Поэтому приемник наряду с оптикой является важнейшей составной частью пирометра. Различают следующие приемники:

Черные и серые приемники. К этой группе так называемых термических приемников излучения относятся термопары или болометры (термометры сопротивления или терморезисторы), закрепленные на зачерненных пластинках из золота или платины. Их чувствительность в основном не зависит от длины волны и проявляется как в ультрафиолетовой, так и в крайней инфракрасной области спектра. Поэтому они особенно пригодны для измерения низких температур, поскольку в этом случае тепловая энергия излучается на длинных волнах.

Селективные чувствительные элементы (сенсоры). К этой группе относятся фотоэлектрические приемники излучения; фотоэлементы, фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Они чувствительны вообще только в узком спектральном интервале Dl, причем в этом интервале их чувствительность сильно зависит от самой длины волны. Их абсолютная чувствительность гораздо выше, чем термических приемников излучения.

Термические и фотоэлектрические приемники излучения вызывают в зависимости от электрической схемы обработки сигнала соответствующие изменения силы тока, напряжения или сопротивления. Эти изменения по некоторым степенным законам зависят и от изменений потока излучения.

49. Средства метрологического обеспечения измерений температуры.

ГОСТ 8.558

50. Общая характеристика физико – химических измерений.

Ненастоящее время физико-химические методы анализа находят широчайшее применение. Без них немыслимы контроль и управление производственными процессами и проведение научных исследований. Необходимо отметить, что поскольку физико-химические методы анализа решает задачи химического контроля и анализа, они составляют одну из частей аналитической химии. Сущность физико-химических методов анализа сводится к изучению соотношений между составом и свойствами исследуемых систем. При этом за ходом анализа следят по показаниям приборов. Широкое развитие и применение физико-химических методов анализа связано с тем, что они обладают рядом преимуществ по сравнению с химическими методами:

- более высокой чувствительностью (до 10-8 - 10-10 моль/л, в то время как химическими методами можно определить концентрацию веществ только до 10-5 моль/л);

- большой селективностью;

- экспресоностью;

- легкостью осуществления автоматизации непрерывного контроля технологических и исследовательских процессов;

- возможностью анализа малых и ультрамалых количеств веществ.

Все физические и физико-химические методы анализа принято подразделять на следующие группы:

- электрохимические; К электрохимической группе методов анализа относятся:

1) электрогравиметрический анализ - выделение из растворов электролитов веществ, осаждающихся на электродах при прохождении через раствор постоянного электрического тока.

2) кондуктометрия - измерение электропроводности анализируемых растворов, изменяющейся в результате химических реакций и зависящей от свойств электролита, его температуры и концентрации растворенного вещества;

3) потенциометрия - измерение изменяющегося в результате химической реакции потенциала электрода, погруженного в анализируемый раствор.

4) вольтамперометрия - измерение силы тока, изменяющейся в зависимости от напряжения в процессе электролиза, в условиях, когда один из электродов имеет очень малую поверхность.

5) кулонометрия - измерение количества электричества, израсходованного на электролиз определенного количества вещества.

- спектральные; Спектральные методы анализа основаны на изучении спектров излучения, поглощения и рассеивания. К этой группе относятся:

1) эмиссионный спектральный анализ - изучение эмиссионных спектров элементов анализируемого вещества. Этот метод дает возможность определить элементарный состав вещества;

2) абсорбционный спектральный анализ - изучение спектров поглощения исследуемого вещества.

3) турбидиметрия - измерение количества света, поглощаемого неокрашенной суспензией;

4) нефелометрия - использование явлений отражения или рассеивания света окрашенными или неокрашенными частицами взвешенного в растворе осадка;

5) люминесцентный, или флуоресцентный, анализ - на флуорес­ценции веществ, облученных ультрафиолетовым светом, и измерении интенсивности излучаемого ими видимого света;

6) фотометрия пламени - распыление анализируемого раствора в пламени, выделение характерной для данного элемента световой волны и измерение интенсивности излучения.

- хроматографические; Хроматографические методы количественного анализа основаны на избирательном поглощении (адсорбции) отдельных компонентов анализируемой смеси различными адсорбентами. Они широко применяются для разделения близких по составу и свойствам неорганических и органических веществ.

- радиометрические; Радиометрические методы анализа основаны на измерении излучений, испускаемых радиоактивными элементами. Радиометрические метода отличаются очень высокой чувствительностью.

Различают следующие радиометрические методы:

- метод изотопного разбавления;

- радиоактивационный анализ.

- масс-спектрометрические. Масс-спектрометрические методы анализа основаны на определении отдельных ионизированных атомов, молекул и радикалов посредством разделения потоков ионов, содержащих частицы с разным отношением массы к заряду в результате комбинированного действия электрического и магнитного полей.