Порядок проведения работы и схема оптического пирометра

Лабораторная работа №4

Тема: Измерение температуры нагретого тела оптическим пирометром. 1.1. Цель работы: Ознакомление с методом измерения температуры оптическим пирометром и закрепление учебного материала по теме "КИП"

1.2. Оборудование приборы и материалы:

1) Оптический пирометр

2) Источник тепла

3) Нагретое тело

1.3 Литература, используемая для подготовки к лабораторной работе:

Дорофеев К.П. Основы автоматизации производства и вычислительной техники в литейных цехах. Стр. 68-71

1.4 Общие теоретические положения:

Для измерения температуры выше 800°С большое распространение получили приборы основанные на использовании зависимости энергии , получением тел от их температуры. Приборы измеряющие температуру этим способом получили название пирометров. Измерение температуры пирометрами осуществляется бесконтактным способом.

Преимуществом бесконтактного способа измерения являются:

отсутствие непосредственного воздействие контролируемой среды на чувствительный элемент, что приводит к возростанию срока службы и надежности работы приборов;

меньшая инерционность, чем у контактных датчиков , благодаря применению фотометрических устройств.

Оптические пирометры. В основу оптических методов измерения температуры тел , обладающих сплошным спектром излучения , положено сравнение яркости излучения объекта с яркостью нити пирометрической лампы.

Наибольшее распостранение получили пирометры с изчезающей нитью. В комплект этого прибора входят телескоп, показывающий прибор и источник питания.

Телескоп представляет собой металлическую трубу, внутри которой помещены: линза объектива (2), ослабляющий фильтр (3), фотометрическая лампа накаливания (4) с металлической дугообразной нитью, окулярная линза (5), красный светофильтр (6), и диафрагма (7).

Порядок проведения работы и схема оптического пирометра

Фотометрическая лампа питается постоянным током от аккумулятора (10) через регулировочный реостат (9), включенный последовательно в цепь лампы. Параллельно фотометрической лампе включен измерительный прибор (8).

Процесс измерения оптическим пирометром заключается в том , что прибор с предварительно отрегулированной оптической системой направляют на объект измерения (1) и , перемещая движок реостата (9) , изменяют накал нити фотометрической лампы (4) до тех пор, пока верхняя часть нити не исчезнет на фоне изображения детали.

1- объект измерения 2- линза объектива 3- ослабляющий фильтр

4- фотометрическая лампа накаливания 5- ослабляющая линза

6-красный светофильтр 7- диафрагма 8-измерительный прибор

9- регулировочный реостат 10- аккумлятор

Это означает, что яркость лампочки равна яркости детали. В этот момент отсчитывают измеренную температуру по шкале измерительного прибора.

Оптический пирометр имеет шкалу с двумя пределами измерения: от 800°до 1400°С. При измерении температуры по шкале с пределом измерения до 1400С вводят красный светофильтр, а при более высокой температуре дополнительно используют ослабляющий фильтр.

Для выполнения работы вместо нагретого тела имеется электрический прибор с цветными стеклами Цвет каждого стекла соответствует температуре нагретого тела.

Включаем этот прибор в сеть, затем осматриваем оптический пирометр, проверяем наличие тока в аккумуляторной батарее. Проводим 5 замеров. записываем полученные результаты и заносим в таблицу.

Таблица 1- результаты измерений температуры

T1	T2	T3	T4	T5

Для получения истинной температуры объекта необходимо учесть поправку на неполноту излучения объекта.

Яркостной температурой Т_я данного тела называется тем­пература абсолютно черного тела, интенсивность излучения ко­торого на определенной длине волны равна интенсивности излу­чения исследуемого тела в данном направлении.

Из формулы (2) видно, что, зная яркостную температуру и степень черноты тела, можно определить его истинную темпера­туру.

где Т_я — яркостная температура (показание прибора), К, Т_ист — истинная температура, К, —- эффективная длина волны (0,65 мкм); — степень черноты тела при данной длине волны; С₃—постоянная излучения (—1,43 • 10-² м-К).

Для заготовок и деталей , подвергающихся термической обработки , степень черноты является величиной сравнительно стабильной , вследствии чего для деталей с одинаковыми режимами

термической обработке истинная температура может быть определена с достаточной точностью путем введения поправки к яркостной температуре по таблице 2.

Если печь достаточно прогрета при данной температуре , то внутри печи между её стенками и заготовкой устанавливается лучистое равновесие и заготовку, находящуюся в печи , можно приближенно считать обсолютно черным телом ; в этом случае поправка не вводится.

Материал окисленной поверхности		Коэфициенты черноты при
тела	Температура ,°С	λ,=0,65 мкм
Железо		0,80
«		0,95
«		0,92
Специальная сталь	800-1100	0,80
Нержавеющая и хромоникелевая	800-1100	0,7-0,75
сталь
Окисленная специальная сталь	800-1100	0,8
Медь неокислённая		0,11
Медь окисленная		0,7
Огнеупорные материалы	500-600	0,8-0,85
« «		0,85-0,9
Шамот		0,7-0,8

Таблица 2 – Введение поправок к яркостной температуре

Вопросы для самопроверки

1.6.1.Что положено в основу измерения температуры оптическим пирометром

1.6.2 Устройство прибора и его схема

1.6.3. Количество шкал измерения, какие фильтры когда используют

1.6.4. Что такое яркостная температура