Яркостные пирометры
Яркость поверхности объекта сравнивается с поверхностью образцового излучателя в видимой (узкой) части спектра.
Большое значение будет иметь коэффициент неполноты излучения в данном диапазоне. Показания не зависят от расстояния до объекта.
Яркостный пирометр с исчезающей нитью (оппир)
На рис. 3.81 показан яркостный пирометр с исчезающей нитью.
Рис. 3.81. Яркостный пирометр с исчезающей нитью
1 – наблюдатель;
2 – светофильтр; 3 – лампа с нитью накаливания (вольфрам);
4 – объект;
Применяется для измерения температур 800÷15000С.
Наблюдатель направляет трубу пирометра на объект и видит нить. Регулируя ток, он изменяет яркость свечения нити.
Если яркость нити выше, то будет светящаяся нить на фоне темного объекта. Если яркость нити равна яркости объекта, то контуры нити будут размыты. В этот момент температура считывается по шкале амперметра. Шкала нелинейная, т.к. от тока зависит яркость.
Яркостный пирометр с оптическим клином
На рис. 3.82 показан яркостный пирометр с оптическим клином.
Рис. 3.82. Яркостный пирометр с оптическим клином
Яркость нити остается неизменной, т. е. Uп не изменяется, уравновешивание происходит путем перемещения оптического клина с переменной прозрачностью, температура считывается при определенном положении оптического клина.
Особенности: пирометр имеет высокую точность, т.к. яркость растет быстрее, чем температура. Поэтому измерение яркости с точностью 1%, обеспечивает точность измерения температуры – 0,1%. Клин увеличивает диапазон измеряемых температур. Показания прибора необходимо умножать на коэффициент поглощения клина.
Цветовые пирометры
Цветовые пирометры измеряют интенсивность излучения в разных частях спектра при различных температурах: при пониженных температурах - излучение красного спектра, а при повышенных температурах –излучение синего спектра. На рис. 3.83 показан цветовой пирометр.
Рис. 3.83. Цветовой пирометр
λ1 и λ2 должны быть разнесены:
На диске расположены синие и красные цветофильтры, которые чередуются между собой. При вращении диска потоки коммутируются на один канал, сигнал с выхода фотоэлемента усиливается и подается на микроЭВМ.
Принцип действия современных пирометров. Оптическая система пирометров, наведенная на выбранный для измерения объект, фокусирует излучаемую им инфракрасную энергию на один или несколько фоточувствительных детекторов. Детектор преобразует инфракрасную энергию в электрический сигнал, который обрабатывается микропроцессором и пересчитывается в значение температуры на основе калибровочных характеристик и коэффициента излучения датчика. Это значение, температуры может выводиться на цифровой дисплей пирометра или быть представлено в виде аналогового сигнала, или, в случае интеллектуального датчика преобразовываться в цифровой выходной сигнал и с использованием прикладного программного обеспечения отображаться на дисплее компьютера.
К другим пирометрам, которые не были рассмотрены, можно отнести одноцветные оптоволоконные пирометры серии Marathon Fa1/Fa2, оптоволоконные пирометры спектрального отношения серии Marathon FR1, Marathon MR1S, переносные пирометры ST2 серии MX, Raynger 3i, универсальная система измерения температуры TERMALERT GD, датчики серии TERMALERT TX и т.д.