Разработка лабораторной работы на тему: 'Пирометрические методы измерения температуры'. Курсовая работа (т). Физика.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Разработка лабораторной работы на тему: 'Пирометрические методы измерения температуры'
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Разработка лабораторной
работы на тему «Пирометрические методы измерения температуры»
тепловой излучение пирометр поверка
Пирометры - бесконтактные измерители температуры, принцип
действия которых основан на регистрации теплового излучения объекта измерения
преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света -
по-прежнему являются незаменимыми элементами цепей контроля и управления в
целом ряде отраслей промышленности - металлургической, машиностроительной,
электронной, химической, медико-биологической и т.д. Уникальность подобных
приборов заключается в том, что они позволяют измерять температуру тел в
труднодоступных местах, на объектах, опасных для человеческого здоровья, а
также температуру объектов, находящихся в движении (струя металла при выпуске
из печи или ковша, слиток в процессе проката, лопатка вращающейся турбины). На
сегодняшний день, практически, ни одна промышленная отрасль (сталелитейная,
нефтеперерабатывающая) не обходится без применения пирометров. Поскольку
пирометры принципиально не имеют ограничения верхнего предела измерения и не
требуют контакта с объектом, то они применяются для измерения высоких и
сверхвысоких температур, для измерения температуры агрессивных сред (жидкий металл,
особенно цветной). Термометры при таких измерениях теряют свои метрологические
свойства или просто разрушаются.
Применение пирометров предпочтительно в ряде случаев при
автоматизации процесса там, где необходим непрерывный контроль температуры, при
измерении температуры в быстропротекающих процессах (взрыв, вспышка, импульсный
нагрев), так как постоянная времени фотоэлектрических приемников излучения
чрезвычайно мала и это делает пирометрический контроль практически
безынерционным.
И, наконец, пирометры необходимы в тех случаях, когда
недопустимо искажение температурного поля объекта, которое может произойти в
результате контакта термометра с объектом измерения. Это элементы микросхем,
биологические объекты и т.п.
Использование современной элементной базы
существенно расширило возможности этих приборов и позволило наделить их новыми
свойствами - помимо измерения они могут теперь проводить обработку полученной
информации и осуществлять сложные действия по управлению технологическим
процессом. Снизился их вес, уменьшились габариты, приборы стали проще и удобнее
в эксплуатации. Все это оказалось возможным благодаря применению в приборах
новой элементной базы, включающей микропроцессоры.
Перед контактными методами измерения
температуры пирометрические обладают следующими преимуществами:
· высоким быстродействием,
определяемым типом приемника излучения и схемой обработки электрических
сигналов. При использовании квантовых приемников излучения (фотодиодов) и
быстродействующих аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) постоянная времени
может составлять 10-2-10-6 с;
· возможностью измерения
температуры движущихся объектов и элементов оборудования, находящихся под
высоковольтным потенциалом;
· отсутствием искажения
температурного поля объекта контроля, что особенно актуально при измерении
температуры материалов с низкой теплопроводностью (дерево, пластик и др.), а
также риска повреждения поверхности и формы в случае мягких (пластичных)
объектов;
· возможностью измерения
высоких температур, при которых применение контактных средств измерения либо
невозможно, либо время их работы очень невелико;
· возможностью работы в
условиях повышенной радиации и температуры окружающей среды (до 250°С) при
разнесении приемной головки и электроники пирометра с помощью оптоволоконного кабеля.
Наряду с контактными методами для измерения температуры можно
использовать и тепловое излучение, так как известно, что различные свойства
(параметры) теплового излучения нагретых тел зависят от их температуры.
Тепловое излучение - это свечение вещества, обусловленное
тепловым движением - кинетической энергией его частиц. Так как тепловое
движение неустранимо (оно прекращается только при температуре, равной
абсолютному нулю, но такая температура, как известно, недостижима), то и
тепловое излучение вещества, его свечение, имеет место всегда. Физический
механизм этого излучения зависит от температуры и агрегатного состояния
вещества. При низких температурах (Т< 500-600 К) излучение обусловлено колебательно-вращательным
движением молекул, а также колебаниями атомов или ионов, составляющих твердое
тело. Частота таких колебаний лежит в инфракрасной области излучения. С ростом
температуры тела его энергия становится достаточной, чтобы перевести атомы или
молекулы в возбужденные электронные состояния. Энергия излучения из этих
состояний значительно больше, чем колебательно-вращательная, поэтому с
увеличением температуры весь спектр теплового излучения смещается в сторону
более коротких длин волн, т.е. в видимую область. Механизм теплового излучения
металлов имеет свои особенности. В металлах есть много свободных, т.е.
принадлежащих не отдельным атомам, а всей металлической решетке, электронов.
При нагревании средняя скорость движения этих электронов растет. Но поскольку
«свободные» электроны движутся в металлической решетке, то они периодически
сталкиваются с ее атомами, тормозятся и, как всякая заряженная частица,
движущаяся с ускорением (в данном случае - отрицательным), излучают
электромагнитные волны. Понятно, что кроме этого металл при нагревании излучает
также за счет колебательно-вращательного и электронного движений составляющих
его атомов (ионов). В процессе излучения тело теряет энергию и охлаждается. Для
поддержания постоянной температуры необходим приток энергии извне - за счет
поглощения внешнего излучения или тепла от окружающей среды, путем нагрева
электрическим током и т.д. При постоянной температуре излучающее тело и
окружающая среда находятся в состоянии термодинамического равновесия, которое
является основной отличительной чертой теплового излучения. Приведенная здесь
сильно упрощенная схема механизма теплового излучения не учитывает многих его
особенностей. Однако, независимо от природы температурно-излучающего вещества
были экспериментально установлены следующие качественные закономерности:
а) при любой температуре Т > 0 К все тела излучают
электромагнитные волны;
б) интенсивность излучения не зависит от свойств окружающей
cреды и определяется только температурой данного тела;
в) c повышением температуры растет доля энергии теплового
излучения, приходящаяся на область коротких длин волн. При низкой (например,
комнатной) температуре излучение практически ограничено лишь очень длинными
инфракрасными невидимыми волнами. По мере нагревания окраска тела начинает
меняться, становясь сначала красной, а затем белой, что указывает на смещение
максимума излучения в коротковолновую область спектра;
г) тепловое излучение в отличие от других видов излучения
(люминесценции, рассеяния, отражения, тормозного, лазерного) является
равновесным, т.е. это электромагнитное излучение тела, находящегося в состоянии
термодинамического равновесия со средой.
Тепловое излучение нагретого тела может разными способами
использоваться для измерения температуры. В данной работе применяется один из
этих способов, имеющий наибольшее практическое применение. В основу описанного
метода положено сравнение яркости нагретого тела с яркостью абсолютно черного
тела в том же спектральном интервале. Под абсолютно черным телом понимается
тело, которое поглощает всю падающую на него лучистую энергию. Такое идеальное
тело в природе отсутствует. Модель его может быть представлена в виде
небольшого отверстия в замкнутой полости (рис. 1.1). Излучение любой частоты,
попав через это отверстие внутрь полости и претерпевая многократные отражения,
практически из полости не выйдет. Поэтому малое отверстие, как и «черное тело»,
поглощает все падающие на него лучи любой длины волны.
Рис. 1.1. Модель абсолютно черного тела.
Для такой модели абсолютно черного тела коэффициент
поглощения (отношение поглощаемой энергии к энергии падающего потока) можно
принять равным единице. Все физические (реальные) тела по степени поглощения
ими лучистой энергии отличаются от абсолютно черного тела и имеют коэффициент
поглощения меньше единицы.
Интенсивность теплового излучения можно характеризовать
величиной энергетической светимости R - количеством энергии, излучаемой
при данной температуре единицей поверхности в единицу времени для всех длин
волн. Энергетическая светимость физических тел R отличается от энергетической
светимости R 0 абсолютно черного тела при данной температуре Т и
может быть охарактеризована коэффициентом (степенью) черноты тела ε. Этот коэффициент черноты представляет собой дробь, определяющую
ту часть энергии, которую составляет излучение данного тела от излучения
абсолютно черного тела при той же температуре, т.е. ε = R/R 0 .
Испускательной способностью тела r λ называется энергетическая светимость, приходящаяся на узкий
спектральный интервал dλ, отнесенную к ширине
этого интервала
Обозначая через ε λ - коэффициент черноты
монохроматического излучения тела, аналогично предыдущему выражению, можно
записать:
Для всех физических тел R< R 0 и r λ < r 0 λ , т.е. 0 < ε < 1 и 0 < ε λ < 1. Все эти величины
зависят от строения вещества и от состояния его поверхности.
Экспериментальные данные, полученные при изучении
испускательной способности абсолютно черного тела, позволили построить кривые
распределения энергии по длинам волн. Кривые, полученные для нескольких
температур, приведены на рис. 1.2, где по оси абсцисс отложены длины волн, по
оси ординат - соответствующие значения испускательной способности.
Рис. 1.2. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно
черного тела
Как видно из рис. 1.2, кривые имеют максимум, который при
повышении температуры становится не только более резко выраженным, но и
сдвигается в сторону более коротких длин волн. Общее количество энергии,
излучаемой телом с единицы поверхности (оно выражается площадью под
соответствующей кривой), быстро возрастает с повышением температуры.
Неоднократно предпринимались попытки теоретически найти вид
функции r 0 λ для абсолютно черного
тела, определяющей зависимость интенсивности монохроматического излучения от
длины волны и температуры. Все попытки, предпринятые в этом направлении,
оставались безуспешными, пока не были приняты во внимание квантовые свойства
процессов излучения и поглощения световой энергии. Анализируя причины неудач,
немецкий ученый, известный физик М. Планк, пришел к выводу, что законы
классической электродинамики не применимы к атомным излучателям; он допустил,
что гармонический излучатель частотой ω может обладать запасом
энергии, только кратным hν, где h - универсальная
постоянная (постоянная Планка), равная 6,63·10 -34 Дж·с. Из этого
допущения, как следствие, вытекает, что как излучение, так и поглощение энергии
атомом может происходить только порциями (квантами), величина которых так же
определяется величиной ћ.
Исходя из этих предпосылок, Планк показал, что испускательная
способность абсолютно черного тела определяется следующим соотношением:
где с=3·10 8 м/с - скорость света в вакууме, k=1,38·10 -23 Дж/К - постоянная Больцмана, ћ=h/2π-постоянная Планка.
Из этих соотношений вытекает ряд основных законов теплового
излучения абсолютно черного тела.
. Закон Стефана-Больцмана . Интегральная светимость R(T)
(или энергия излучения) абсолютно черного тела пропорциональна четвертой
степени абсолютной температуры T: , σ -
постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,671·10 -8 Вт ∙К 4 /м².
. Закон смещения Вина : произведение температуры T на длину
волны λ m , соответствующую максимуму, остается
постоянным: Значение постоянной Вина: b=2,898·10 -3 м·К .
. Закон излучения Релея-Джинса: справедлив при
больших
В природе не существует абсолютно черных тел. Наиболее близка
к а.ч.т. сажа, которая поглощает 90% падающего на нее излучения. Излучательная
способность реальных тел всегда ниже излучения а.ч.т. По форме функции
излучения тела делятся на серые, форма функции аналогична форме функции а.ч.т и
селективные, форма функции излучения резко отличается от излучения а.ч.т. Так
как реальные тела имеют отличную от а.ч.т. функцию излучения, то вводят понятия
различной температуры.
Рис. 1.3. Излучательная способность АЧТ и реальных объектов
Закон Планка и выводы из него справедливы только для так
называемого абсолютно черного тела, представляющего собой воображаемый
идеальный излучатель, развивающий наибольшую возможную при данной температуре
мощность излучения. Поскольку мощность излучения реального физического тела при
некоторой температуре всегда меньше мощности излучения абсолютно черного тела
при той же температуре, то, оценивая температуру по монохроматической яркости,
нельзя определить действительную температуру реального физического тела. Вместо
нее всегда определяется относительно меньшая, так называемая яркостная
температура, т.е. температура, до которой надо нагреть абсолютно черное тело
для того, чтобы его монохроматическая яркость была равна соответствующей
фактической яркости реального физического тела.
Радиационная температура - это температура а.ч.т.,
интегральное излучение которого равно интегральному излучению реального тела.
Т.е. измеряют суммарное излучение объекта (плотность излучения во всем
диапазоне длин волн - от λ=0 до λ 2 =∞) и по ее величине по функции излучения а.ч.т. ссудят о
температуре. Она всегда ниже истинной.
Цветовая температура. Цвет имеет непосредственное отношение к
температуре. Когда пламя горит при высокой температуре, то оно имеет синий
цвет. Цветовая температура - это такая температура черного тела, при которой
его энергетическая светимость равна энергетической светимости данного источника
(например, лампы). Цветовая температура выражается в градусах по шкале Кельвина
и базируется на воображаемом объекте, называемом черным телом.
Методы радиационной пирометрии основаны на определении:
интенсивности суммарного потока излучения (пирометрия полного излучения);
интенсивности монохроматического излучения (яркостная пирометрия);
спектрального распределения плотности потока излучения (спектральное отношение,
цветовая пирометрия).
Полное излучение - это излучение во всем спектре, которое
определяется площадью под кривой зависимости мощности излучения черного тела от
длины волны (рис. 1.2)
Эти метод основан на зависимости от температуры интегральной
мощности излучения АЧТ во всем диапазоне длин волн, определяемой законом
Стефана-Больцмана:
где, E т - полная энергия
излучаемая телом при абсолютной температуре Т за одну секунду с поверхности
площадью 1 см²;
σ
-
коэффициент пропорциональности равный 5,75 вт/см² град. 4
Для реального тела эта зависимость определяется выражением
где 0,04≤ε т ≤1-коэффициент
теплового излучения (коэффициент излучательной способности), зависящий от
материала излучателя и от состояния и температуры его поверхности. Пирометр,
градуированный по излучению АЧТ, при измерении на реальном объекте покажет так
называемую радиационную температуру Т р , значение которой всегда
меньше действительной температуры объекта Т. Связь между Т р и Т
определяется из равенства σТ р ;
=ε Т σT 4 , откуда
Основана на использовании зависимости от температуры мощности
излучения в ограниченном диапазоне длин волн.
Вследствие неполноты излучения реальных тел яркостные
пирометры измеряют не действительную температуру тела Т, а так называемую
яркостную температуру Т я . Соотношение между действительной и
яркостной температурами, как следует из законов излучения, определяется
выражением
где ε λ - коэффициент теплового
излучения для длины волны λ.
Из соотношения приведенного выше получаем выражение для
истинной температуры объекта:
Регистрируется так называемая цветовая температура тела Т ц -условную
температуру, при которой АЧТ имеет такое же относительное спектральное
распределение энергетической яркости, что и исследуемое реальное тело с
действительной температурой Т.
Показания пирометра спектрального отношения соответствуют
действительной температуре, если объект является абсолютно черным или серым
телом.
Связь между действительной и цветовой температурой
определяется выражением
где и - коэффициенты
излучательной способности тела соответственно на длинах волн λ 1 и λ 2 .
Для многих тел не остается постоянным с
изменением длины волны. У металлов уменьшается с ростом
длины волны, у неметаллических тел в ряде случаев , наоборот,
увеличивается. Поскольку при λ 1 >λ 2 величина то измеренная цветовая температура, как следует
из выражения (12-3), может быть больше, меньше действительной температуры или
равна ей. Из этого же выражения следует, что цветовая температура Т ц
тела тем ближе к действительной температуре, чем больше разность λ 2 - λ 1 .
В применении пирометрических методов измерения температуры
существуют методические проблемы.
Во-первых, в природе не существует идеально
монохроматического излучения и реально существующее излучение в узком диапазоне
длин волн (квазимонохроматическое) характеризуют эквивалентной длиной волны.
Понятие эквивалентной длины волны широко используется в визуальной пирометрии.
Некорректность такого подхода может приводить в значительным погрешностям при
измерении высоких температур пирометрическими системами с широкой полосой
пропускания или в инфракрасном диапазоне.
Во-вторых, в отличие от абсолютно черного тела, реальные тела
имеют ненулевые значения коэффициентов отражения и пропускания и для них
существенно понятие коэффициента излучательной способности, являющееся
синонимом коэффициента поглощения для тела, находящегося в тепловом равновесии.
В-третьих, излучение окружающих тел, отражающееся от объекта
также искажает картину его излучения. Погрешности в этом случае могут быть
значительными.
В этих пирометрах используется тепловое действие полного
излучения нагретого тела, включая как видимое, так и не видимое излучение.
Такие пирометры называются также радиационными. В качестве чувствительного
элемента в радиационных пирометрах используется термобатарея из нескольких
миниатюрных последовательно соединенных термопар 2 (рис 1.4), рабочие спаи
которых нагреваются излучением объекта измерения (1), фокусируемых с помощью
оптической системы (3). Возникающая Т.Э.Д.С. измеряется с помощью
милливольтметра или автоматического потенциометра (4), градуированного в
градусах.
Радиационные пирометры градуируются по абсолютно черному телу
и показывают так называемую «радиационную» температуру. Связь между истинной
температурой тела и его радиационной температурой, показываемой прибором:
где T Р - показания пирометра полного излучения. Поправка, которые
необходимо вносить в показания радиационного пирометра для определения истинной
температуры, могут достигать нескольких сотен градусов, если объект измерения
по своим радиационным свойствам значительно отличается от абсолютно черного
тела.
Положительной особенностью радиационных пирометров является то,
что их можно применять также и для измерения невысоких температур, при которых
объект измерения не дает видимого излучения. Возможно также измерение
температуры тел, более холодных, чем окружающая среда. В последнем случае
термобатарея не нагревается, а охлаждается во время радиационного теплообмена
между ней и объектом измерения. В условиях, когда разница температур объекта
измерения и окружающей среды невелика, необходимо тщательное термостатирование
свободных концов термопар или всего корпуса телескопа пирометра. В настоящее
время радиационные пирометры применяются для измерения температур в диапазоне от
-40 до 2500°С. Особенно удобно применение радиационных пирометров для
бесконтактного измерения невысоких температур, при которых методы оптической и
цветовой пирометрии неприемлемы, например, для измерения невысоких температур
движущихся предметов.
Пирометры частичного излучения являются более точными по сравнению с пирометрами полного
излучения. Они работают на принципе сравнения яркости свечения измеряемого тела
с яркостью свечения нити, температура которой однозначно связана с проходившим
по ней током. То есть такие пирометры регистрируют так называемую яркостную
температуру. Сравнение осуществляется наблюдателем, причем человеческий глаз
оказывается способным весьма точно улавливать (в среднем ±5°С) момент равенства
яркости свечения - в этом случае температуры нити и измеряемого тела равны и
определяются по шкале встроенной в прибор и проградуированной в градусах.
В этих пирометрах используют не всю энергию излучения нити и
измеряемого тела, а лишь часть его в зоне красного излучения с максимумом
интенсивности при длине волны около 0.65 мкм. Для этой цели перед глазом
наблюдателя ставят красный светофильтр, задерживающий волны с длиной менее 0.62
мкм.
Использование энергии излучения в видимой части спектра вызвано
тем, что интенсивность этого излучения растет намного быстрее по сравнению с
интегральным излучением, и при этом малые изменения температуры дают большие
отклонения яркости, что намного повышает точность измерения.
Выбор красного светофильтра, обеспечивающего работу прибора с
излучением длиной волны 0,65 мкм, обусловлен желанием проводить измерения с
достаточной степенью точности при низких температурах 700 - 1000°С), так как
при этом интенсивность излучения в красной области спектра является наибольшей
по сравнению с остальным излучением в видимой области спектра.
Пирометры частичного излучения градуируются по излучению абсолютно
черного тела. Поэтому при измерении температуры реальных тел они показывают
более низкую по сравнению с действительной так называемую яркостную Тя
температуру, т.е. температуру абсолютно чёрного тела, при которой интенсивность
при этой длине волны равна излучению реального тела.
Соотношение между яркостной температурой Тя и истинной
температурой Ти определяется уравнением:
где - степень черноты (коэффициент
излучательной способности нагретого тела), С 2 =14,38·10 -3
м/град.
Отсюда по показанию пирометра Тя и коэффициенту ε
можно определить температуру
исследуемого тела. Расстояние до измеряемого тела практически не влияет на
результат измерения.
Пирометры частичного излучения получили наибольшее
распространение. Устройство и принцип работы будут рассмотрены в главе 3.
Пирометры спектрального отношения. Если измерять интенсивность монохроматического
излучения при какой либо температуре для двух диапазонов длин волн, например
для красного и для сине-зеленого участков спектра, то отношение этих
интенсивностей будет вполне определенным. В соответствии с законом Планка это
соотношение не остается постоянным и будет меняться с температурой. При
нагревании тела до температуры Т поверхностью тела испускаются фотоны. Фотоны
имеет определенное распределение энергии, зависящее от температуры поверхности.
Цветовые пирометры используют зависимость спектральной
интенсивности излучения от температуры. Они основаны на методе определения
температуры по величине отношения интенсивностей излучения в двух длинах волн λ1
и λ2.
Чувствительность метода тем
выше, чем шире спектральный диапазон, т.е. чем меньше λ1
и больше λ2.
Еще одним преимуществом
цветовых пирометров является независимость их показании от расстояния до
излучающей поверхности, ее размеров и углов наклона.
Для измерения цветовой температуры берут значения
спектральныхкоэффициентов для λ1=0,665 мкм, λ2=0,457 мкм. При измерении температуры серых тел
пирометром спектрального отношения, градуированным по абсолютно черному телу,
не надо вводить поправку на неполноту излучения.
Принципиальная схема цветового пирометра построена таким образом:
лучи от измеряемого источника света падают на селеновый фотоэлемент, перекрытый
поочередно синим и красным светофильтрами. В цепи фотоэлемента включен
микроамперметр.
3.
Устройство и принцип работы пирометра типа ОППИР-09
Принцип действия оптических пирометров основан
на сравнении в монохроматическом свете яркости излучения исследуемого
накаленного тела с яркостью накала нити, интенсивность излучения которой в
зависимости от температуры известна.
Схема наиболее распространенного
оптического пирометра ОППИР-09 показана на рис. 1.6.
Рис. 1.6 Схема оптического пирометра
ОППИР-09: 1 - объектив; 2 - ослабляющий светофильтр; 3 - температурная лампа; 4
- нить накаливания температурной лампы; 5 - монохроматический светофильтр; 6 -
окуляр; 7 - милливольтметр; 8 - реостат; 9 - движок реостата; 10 - кольцевая
рукоятка реостата: рукоятка прибора
Это переносный прибор, все части которого
смонтированы в общем кожухе или корпусе. Луч света, испускаемый накаленным
телом, попадает в прибор через объектив 1, а затем через окуляр 6 в глаз
наблюдателя, сравнивающего яркость светового потока тела с яркостью нити 4
температурной лампы 3. Сравнение проводят в монохроматическом свете, получаемом
с помощью светофильтра 5, расположенного за окуляром и пропускающего узкий
спектральный участок света (область красных лучей).
Нить температурной лампы накаливается от
щелочного аккумулятора, присоединенного к прибору проводами, проходящими через
рукоятку 11.
Накал нити регулируют реостатом 8,
включенным в цепь лампы последовательно. Движок 9 реостата передвигают при
помощи кольцевой рукоятки 10. На рукоятке и на корпусе прибора имеются черточки
белого цвета, около которых стоит отметка «0». Когда черточки на рукоятке и на
корпусе прибора совпадают - цепь лампы разомкнута и аккумулятор отключен. Сила
тока, подаваемого лампе, уменьшается, при повороте рукоятки по направлению
стрелки, которая имеется на ней.
Температуру отсчитывают по показанию
пирометрического милливольтметра 7, градуированного в градусах по накалу нити.
При измерении температуры оптическим
пирометром ОППИР-09 его придерживают за рукоятку и направляют объектив на
накаленное тело, предварительно убрав светофильтр. Передвигая окуляр и
объектив, добиваются получения четких изображений нити температурной лампы и
тела, температуру которого измеряют. После этого светофильтр снова помещают на
его место и, поворачивая ручку реостата в сторону, противоположную направлению
стрелки, постепенно повышая накал нити до тех пор, пока ее верхняя часть,
хорошо заметная на фоне раскаленного тела, не сольется с фоном и не исчезнет из
поля зрения.
Когда температура нити лампы (Э) ниже
измеряемой температуры тела (Л), видна темная линия на светлом фоне (рис. 1.7
(а)). Если же температура нити лампы (Э) выше измеряемой (Л), видна светлая
линия на темном фоне (рис. 1.7 (б)). При равенстве температур нить перестает
быть видимой (рис. 1.7 (в)).
Оптический пирометр ОППИР-09 предназначен
для измерения температуры от 800 до 2000˚C, однако нить
температурной лампы не выдерживает накала больше 1400˚C. При температуре выше
указанной материал нити начинает испаряться, вследствие чего характеристика
лампы меняется. Чтобы избежать этого, при измерении температуры выше 1400˚С
для ослабления светового потока накаленного тела между объективом и
температурной лампой помещают дополнительный светофильтр 2. Таким образом,
прибор имеет два диапазона измерений: 800-1400˚C и 1200-2000˚С.
Ввиду того, что оптические пирометры
градуируют по излучению абсолютно черного тела, для измерения температуры
реальных тел с различными' коэффициентами черноты в показания прибора следует
вводить соответствующие поправки по специальным таблицам.
Нами были получены 2 пирометра, типов ОППИР-09 и ОППИР-17.
Последний из них был без объектива и оба без аккумуляторов, поэтому перед нами
стояла цель проверить работоспособность приборов и подобрать источник питания.
Чтобы изучить устройство и схемы включения всех составляющих частей прибора, мы
разобрали пирометр ОППИР-17.
Также необходимо было выяснить, на какое напряжения
рассчитана эталонная лампа прибора. Изучив документацию и справочную литературу
по пирометрам типа ОППИР-09, узнали, что диапазон напряжений для лампы составляет
2,0-2,4 В. Чтобы определить целостность и работоспособность лампы, мы измерили
сопротивление лампы, изменяя положение движка реостата. Сопротивление лампы
оказалось равным порядка 1,8-2,2 Ом.
Для того, чтобы пирометр был в устойчивом положении, мы поставили
его в металлическую подставку, имеющей цилиндрическую форму, которая когда-то
являлась составной частью какой-то установки. Лампу, температуру которой хотели
измерить, установили в пенопластовый корпус, предварительно вырезав для нее
отверстие.
Взяв блок питания осветителя микроскопа на 8 В, мы подключили
его к пирометру. Такой же источник использовали для осветительной лампы
микроскопа, которую мы взяли в качестве испытываемого образца. Установили лампу
и прибор на расстоянии около 1 м.
Посмотрев в окуляр, мы увидели, что эталонная лампа прибора в
рабочем состоянии, но стрелка измерительной шкалы не реагировала на изменение
положения движка, т.е. не показывала измеренной температуры объекта. Нам
пришлось заменить блок питания осветителя на стабилизированный источник
постоянного тока Б5-47, выставив на нем напряжение в 2.2 В, так как в пирометре
используется милливольтметр, относящийся к магнитоэлектрической системы, и
выходное напряжение блока пита
Похожие работы на - Разработка лабораторной работы на тему: 'Пирометрические методы измерения температуры' Курсовая работа (т). Физика.
Сочинение У Окна 6 Класс
Реферат по теме Гражданское законодательство России в условиях федерализма
Доклад: Опухоли почки
Контрольная Работа На Тему Сводка И Группировка Статистических Данных
Реферат по теме Анализ инвестиционной ситуации
Литература Книга Жизни Сочинение
Контрольные Работы 10 Класс Тригонометрические Формулы
Л В Кузнецова Контрольные Работы
Дипломная работа: Гражданско-правовое положение индивидуального предпринимателя в России
Курсовая работа по теме Сущность и основы бухгалтерского управленческого учета
Курсовая Работа На Тему Решение Математических Задач С Помощью Алгоритмического Языка Turbo Pascal, Microsoft Excel, Пакета Mathcad И Разработка Программ В Среде Delphi
Структура Отчета По Производственной Практике
Физическая Культура И Спорт Российской Империи Реферат
Мой Отец Исправник Сочинение
Развитие Мышц Реферат
Курсовая Работа По Психологии Тема Развитие Памяти Младших Школьников
Реферат: Применение права
Реферат: Persuasian Paper Abortion Issue Essay Research Paper
Курсовая работа по теме Разработка спецпроцессора для выполнения операции сложения чисел, представленных в формате с плавающей точкой
Федеральная служба исполнения наказаний (ФСИН России)
Реферат: Тема 11. Адаптивная фильтрация цифровых данных пусть они постараются подчинить себе обстоятельства, а не подчиняются им сами
Реферат: Деловые приемы
Контрольная работа: Обеспечение качества продукции