Приборы для измерения температуры
Рис. 12. Зависимости отношения спектральных интенсивностей излучения А от температуры: 1 — красно-зеленое; 2 — красно-синее
При сверхвысоких температурах, когда максимум интенсивностей излучения сместится в сторону волн, короче волн видимого спектра, принципиально возможно измерять температуру таким же путем: по отношению интенсивностей излучения красных лучей к синим или красных лучей к зеленым. Можно определять цветовую температуру и в области инфра- красного излучения при условии, что максимум интенсивности излучения будет располагаться на более коротких волнах.
Действительную температуру ТД реального тела можно определить по цветовой температуре Тц, если известны монохроматические коэффициенты черноты 
и 
для длин волн
и 
, принятых при определении цветовой температуры.
По определению понятия цветовая температура можно написать:
(25)
Отсюда
(26)
Из этого уравнения можно сделать вывод, что если =Тц =ТД. Если>, то при >температура Тц < ТД, а при < —температура Тц > ТД.
Если проводить цветовые измерения температуры на участке видимого спектра, то монохроматические коэффициенты черноты будут мало отличаться друг от друга и разность между температурами Тц и ТД будет очень невелика.
ПИРОМЕТРЫ
Яркостные (оптические) пирометры
Измерение яркостной температуры тела осуществляется путем сравнения интенсивности излучения волн определенной длины измеряемого тела и регулируемого источника света, яркостная температура которого известна. В качестве чувствительного элемента, определяющего совпадение интенсивностей излучения, служит обычно глаз человека.
Для выделения узкой спектральной области излучения применяются светофильтры. Узкую полосу пропускания можно получить с помощью сложной спектральной аппаратуры. В технических измерениях обычно применяют стеклянные светофильтры, имеющие широкую полосу пропускания. Это дает возможность использовать их лишь вблизи края видимого спектра, в области красных лучей.
Глаз человека обладает различной спектральной чувствительностью. Максимум чувствительности приходится на волны длиной 
= 0,555 мк. Относительная видность 
среднего глаза показана на рис. 13, кривая 1. Граница пропускания одного из стеклянных
Рис. 13. Относительная видность 
среднего глаза человека и кривые пропускания 
красного светофильтра.
красных светофильтров показана кривой 2 пропускания . Фильтр с коэффициентом пропускания пропускает длинные волны. Таким образом, при наличии фильтра глаз может воспринять излучение, отвечающее области, показанной площадкой абв (рис. 10). Изменение излучений в этой области можно приравнять к изменению интенсивности излучения узкого спектрального участка некоторой эффективной длины волны
, по которой и вычисляется яркостная температура. Однако при изменении температуры фильтра кривая пропускания смещается. Пунктирной линией 3 показана кривая пропускания при изменении температуры от 20 до 80°С. Очевидно, что при этом изменится и эффективная длина волны . По ГОСТ 8335—67 красные светофильтры подбираются с такими зависимостями = f(), чтобы = 0,65 ±0,01 мк на всем диапазоне измерений при температуре окружающей среды 20±5°С.
В Советском Союзе большое распространение получили оптические пирометры с исчезающей нитью. В таких пирометрах интенсивность излучения тела на длинах волн = 0,65 мк сравнивается с интенсивностью излучения нити электрической (пирометрической) лампы накаливания на тех же длинах волн. Нить лампы проектируется на фоне раскаленного тела. Нить, нагретая меньше,
Рис. 14. Нить пирометрической лампы на фоне раскаленного тела при температурах нити: а — ниже температуры раскаленного тела; б — равной температуре раскаленного тела; в — выше температуры раскаленного тела
Рис. 14. Схема оптического пирометра с исчезающей нитью переменного накала
чем раскаленное тело, будет казаться темной на светлом фоне (рис. 14,а). Нить, нагретая более, чем раскаленное тело, будет светлее фона (рис. 14,в). При равенстве яркостных температур нити и тела средняя часть нити исчезнет на фоне раскаленного тела (рис 14,б).
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19