Оглавление:
Пирометрия
- Все термометры имеют верхний предел измерения температуры. Например, если вы используете термопару из платины platinum, то максимальная температура 1500°c. Известны и другие сплавы, которые можно использовать для измерения температуры 2500°c; однако, очень трудно отрегулировать. При превышении этих пределов температура измеряется по интенсивности испускаемого излучения.
Этот метод называется pylometry. By измеряя интенсивность излучения черной поверхности с помощью пирометра, Международная температурная шкала превышает температуру плавления золота (1, 060°c). Пирометр имеет дополнительное преимущество в том, что он может выполнять измерения на расстоянии. Это касается даже низких температур. Округленный, «идеальный дизайн и правильное использование»-это высокоточное устройство. В следующем параграфе мы рассмотрим наиболее часто используемые методы измерения температуры поверхности твердых тел и жидкостей. В приборе есть 2 класса.
Равновесные процессы с простыми системами, термодинамические циклы Людмила Фирмаль
Приборы, относящиеся к первому классу, измеряют общее (интегральное) излучение, испускаемое с поверхности калориметром. Приборы 2-го класса сравнивают интенсивность монохроматического излучения объектов в видимом диапазоне длин волн с интенсивностью известного монохроматического излучения на глаз. Каждый пирометр должен быть откалиброван с использованием объекта с известной интенсивностью излучения для наблюдения. Последний получают, например, погружением полностью черного предмета (керамической детали с пустой полостью) в ванну, содержащую расплавленный металл известной температуры.
При использовании пирометра имеются 1 Основные недостатки, связанные с тем, что интенсивность излучения на поверхности твердого или жидкого вещества зависит не только от температуры, но и от излучательной способности. Если необходимо определить истинную температуру с помощью пирометра, то необходимо знать излучательную способность поверхности или искусственно поднять ее до значения 1. В противном случае регистрируется кажущаяся температура, которая не соответствует истинной температуре.
Для высокотемпературных измерений используется ряд различных определений кажущейся температуры. Интегральная температура излучения ТТ — это температура абсолютно черного тела с той же суммарной интенсивностью излучения, что и поверхность, на которую направлен пирометр. Из определения, отношения между tₜ и фактической поверхностной температуры Т следующим образом. в] = ем или Т = Т/ Ре, (14-41） Где e-поверхностная излучательная способность. Для металлов с коэффициентом излучения e = 0. 0′ / 5 кажущаяся температура полного излучения составляет лишь около половины фактической температуры.
Кажущаяся монохроматическая температура tu — это температура абсолютно черного объекта при определенной длине волны видимого света Радиальная интенсивность вала (обычно xr = 0, 665 мкм) такая же, как и у 1 ароматизированной поверхности. В соответствии с этим определением При температурах, встречающихся в технических измерениях, первое слагаемое в знаменателе этого уравнения больше 1, поэтому можно игнорировать единицу измерения, не порождая ошибок, превышающих допустимую точность.
- Это уравнение может быть преобразовано следующим образом: Т 7 +С₂1п% ’ (14-42） Где ex-монохроматическая излучательная способность поверхности. Из уравнения видно, что кажущаяся монохроматическая температура всегда ниже фактической температуры. То же самое относится и к интегральной температуре излучения. Специально для металлов с низкой лучеиспускаемостью, exg обычно большле чем e. In в этом случае монохроматическая температура (для металлов) ближе к истинной, чем интегральная температура излучения.
Цветовая температура tc определяется как температура, при которой черное тело имеет такое же отношение интенсивности излучения на 2 конкретных длинах волн в том же видимом диапазоне, что и рассматриваемая поверхность. Красные (xt = 0, 665 мкм) и зеленые (a = 0, 544 мкм) длины волн цвета типично used. In в общем случае цветовая температура — это температура n, и температура, при которой излучающее черное тело, по-видимому, имеет тот же цвет, что и рассматриваемая поверхность.
Уравнения состояния и свойства простых термодинамических систем (идеальный газ, реальный газ, диэлектрики и магнетики и т. д.) Людмила Фирмаль
Из этого определения、 (14-43） Цветовая температура (ex ^ = exx) на серой поверхности, излучательная способность которой не изменяется с длиной волны, равна истинной температуре. На большинстве поверхностей цветовая температура ближе к истинной температуре, чем к другим кажущимся температурам. На рисунках 14-19 и 14-20 показаны наиболее распространенные пирометры. Встроенный радиометрический пирометр (рис. 14-19) : используя переднее зеркало с золотым покрытием a, излучение с поверхности s фокусируется на термоэлектрическую батарею b, а потенциал, генерируемый батареей, измеряется с помощью миллиметрового вольтметра c.
Открытие d является случайным Рис. 14-20. Светлый высокотемпературный метр. Излучение падает на термоэлектрическую батарею. Этот пирометр измеряет кажущуюся температуру интегрированного radiation. An оптический пирометр с тонкой металлической нитью по существу является телескопом (рис. 14-20). Линза a, направленная на светящийся объект b, создает изображение c в плоскости, где расположена нить накаливания малой лампы d. Через окуляр e и цветовой фильтр f, глаз одновременно наблюдает изображение объекта c и нити накала lamp. By .
Температура резьбы изменяется путем включения сопротивления g в цепь, которое нагревает lamp. It вводится до тех пор, пока интенсивность излучения (яркость) нити накала не сравняется с кажущейся интенсивностью излучения (яркостью) изображения, пока шум не будет устранен. Каждый из токов накаливания, регистрируемых калиброванным измерительным прибором а, является индикатором интенсивности излучения объекта. Используя дымчатое стекло кажущейся прочности, человеческий глаз может дать наиболее чувствительные значения.
Как правило, цветной фильтр красного цвета (xg = 0, 665 мкм) и прибор регистрирует кажущуюся монохроматическую температуру. Цветовая температура может быть измерена, когда пирометр дополнительно оснащен зеленым фильтром g. Температура/ xg>цветовая температура tc, записанная с помощью красного фильтра, и значение 7 gₜ, записанное с помощью зеленого фильтра, имеют следующее соотношение: ТФ (я/) — (рис）• Для определения истинной температуры высокотемпературным методом необходимо знать величину поверхностной излучательной способности или приблизить ее к 1.
Это часто делается с помощью пирометра, чтобы наблюдать дно отверстия, просверленного на поверхности. Температура пламени или испускаемого газа чаще всего измеряется 1 обратной спектральной линией. Этот метод основан на Кирхгофе law. By добавив очень небольшое количество натрия, газ будет светиться в нужном месте. Если вы посмотрите на газ со спектрометра, вы можете наблюдать ярко-желтую линию натрия. Если вы поместите абсолютно черное тело на одной стороне окрашенного натрием пламени и наблюдаете за черным телом с помощью спектрометра, установленного на противоположной стороне пламени, вы увидите непрерывный спектр излучения.
На фоне этого спектра, если температура пламени>выше температуры черного тела, то натриевая линия спектра светлее фона, и наоборот, если температура черного тела выше. Если температура газа и черного тела одинакова, линия будет disappear. In это дело Пламя поглощает столько же фонового излучения, сколько и испускает (закон Кирхгофа). Измерение температуры черного тела-в данном случае это указывает на температуру газа в месте, содержащем натрий, которую можно увидеть с помощью пирометра.
Смотрите также:
| Коэффициент теплообмена при тепловом излучении | Солнечное излучение |
| Погрешность, обусловленная излучением при измерениях температуры | Перенос массы |
