Погрешности измерения т контактным методом

Тепловой контакт чувств.эл-та с обьектом измерения влечен за собой искажение температурного поля в месте измерения. Влияет так же лучистый теплообмен с окруж. поверхностями и передача теплоты вдоль конструктивных элементов теплоприёмника за счёт теплопроводности.

Уменьшить погрешности: 1)уменьшение лучистого теплообмена с окр. поверхностями с помощью тепловых экранов. Пример: термопреобразователь помещают в трубку(она вставлена в стенку аппарата где измеряют Т). трубку как экран от теплового излучения. 2)уменьшение передачи теплоты вдоль констр.элементов за счёт теплопроводности путём уменьшения диаметра и длинны выступающей наружу части термопреобразователя.3)увеличение коэф-та теплоотдачи от измеряемой среды к термопреобразователю. Термоприёмники всех видов следует располагать против направления потоков в его центре, где скорости максимальны. Коэф-т возрастает в следствие разрушения пограничного слоя.

 

18. ИЗМЕРЕНИЕ Т БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ (стр 25 рис 37 А)

Способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой лучеиспусканием и воспринимаемой на расстоянии от исследуемого объекта. Верхний предел измерения Т таким способом теоретически не ограничен. Любая поверхность, Т которой выше абсолютного нуля, испускает тепловую энергию в виде электромагнитного излучения. Пирометрия – измерение Т тел по их тепловому излучению. Методы измерения температур основаны на физ.законах излучения абсолютно чёрного тела. Под абс. чёрным телом понимают тело, поглощающее всю падающую на него лучистую энергию. Для измерения действительной Т реальных тел по их излучению необходимо точно измерить условную Т(яркостную, цветовую, радиационную), а затем к полученной Т ввести поправку, величина которой зависит от интегрального коэф-та черноты реального тела . Для большинства реальных тел эти коэф-ты известны. Закон Стефана-Больцмана: , В-интегральная энергетическая яркость. Энергетическая яркость реальных физ.тел меньше яркости абс.чёрного тела. Спектральная эн-ая яркость реального тела связана с энергетической яркостью абс.чёрного тела соотношением: .

Положения пирометрии: 1)по мере снижения Т тепловое излучение уменьшается пропорционально четвёртой степени абсолютной температуры.2)при низких температурах максимум спектральной энергетической яркости смещается в область больших длин волн.3)коэф-т излучения нечерных тел зависит от температуры и длинны волны, а также от материала излучателя и состояния структуры его поверхности.

Из кривых на рисунке видно, что с понижением Т черного тела максимумы распределения энергии его излучения смещаются в сторону длинноволновой области спектра, что явилось основание использовать для измерения инфракрасную область спектра, выделяя из нее сравнительно неширокий спектральный участок. По мере увеличения Т черного тела максимум распределения энергии его излучения смещается в сторону коротких волн.

 

19. Яркостные (оптические) пирометры (стр 25 рис 37 С)

Принцип действия – сравнение яркости измеряемого излучения и контрольного излучателя, пример – накаленная нить вольфрама. Сравнить обе яркости можно изменением яркости контрольного излучателя, изменяя мощность нагревания нити в широких пределах. Если в результате выравнивания достигается равенство обеих яркостей, то верхняя часть нити накаливания исчезнет на фоне изображения источника измеряемого излучения. Благоприятная для чувств-ти глаза длинна волны 0,65 мкм в области видимой части спектра обеспечивается красным светофильтром. Мощность нагревания нити накаливания на пути потока излучения явл-ся показателем яркостной Т измеряемого обьекта. Её считывают по температурной шкале измерительного прибора. Диапазон измерений: 400…5000 С. Погрешность составляет 1% от верхнего предела диапазона измерения.

Рис..1-обьектив,2,7-диафрагмы,3,6-фильтры,4-пирометрическая лампа,5-окуляр,8-реостат,9-измерительный прибор.

Рис С – оптический пирометр: 1 – объектив, 2 – фильтр, 3,4 – пирометрическая лампа, 5 – фильтр, 6 – окуляр (диафрагма), 7 – изм. прибор.

 

20. Пирометры полного излучения (стр 25 рис 37 В)

Принцип действ. основан на зависимости интегральной энергетической яркости тела в широком спектральном интервале от температуры. Принято считать пирометр радиационным если в нём используется не менее 90% всего излучения, поступающего от измеряемого объекта.

Радиационный пирометр – бесконтактный измерительный первичный преобразователь, реагирующий на излучение нагретого тела преимущественного в ИК области спектра с длинами волн от 0,75 до 1000 мкм. Линзы нужны для фокусировки излучения на миниатюрную термобатарею, состоящую из нескольких последовательно соединённых термоэл. преобразователей. Диапазон от -50 до 3500 С.

1 – объектив, 2,5 –диафрагмы, 3 –термобатарея, 4 – окуляр, 6 –изм прибор