ПИРОМЕТРЫ

Приборы для измерения темп-ры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптич. диапазоне спектра. Тело, темп-ру к-рого определяют при помощи П., должно находиться в тепловом равновесии и обладать коэфф. поглощения, близким к единице (см. ПИРОМЕТРИЯ). Применяют яркостные, цветовые и радиационные П. Широко распространены яркостные П., обеспечивающие наибольшую точность измерений темп-ры в диапазоне 103—104 К. В простейшем визуальном яркостном П. с исчезающей нитью объектив фокусирует изображение исследуемого тела на плоскость, в к-рой расположена нить (ленточка) спец. лампы накаливания. Через окуляр и красный фильтр, позволяющий выделять узкую спектр. область ок. длины волны lэ=0,65 мкм, нить рассматривают на фоне изображения тела и, изменяя ток накала нити, добиваются, чтобы яркости нити и тела были одинаковыми (нить становится неразличимой на фоне тела). Шкалу прибора, регистрирующего ток накала, градуируют обычно в °С или К, и в момент выравнивания яркостей нити и тела прибор показывает т. н. яркостную температуру (Тb) тела. Истинная темп-pa тела Т определяется на основе законов теплового излучения Кирхгофа и Планка по ф-ле:

T=Tbc2/(c2+lэlnal,T), (1)

где c2=0,01488 м•К (т. н. 2-я постоянная излучения), al,T — коэфф. поглощения тела, lэ — эффективная длина волны П.

Точность результата в первую очередь зависит от строгости выполнения условий пирометрич. измерений (коэфф. поглощения al,T близок к значению а абсолютно чёрного тела и др.). Для выполнения этих условий обычно наблюдают излучение, выходящее из полости с небольшим выходным отверстием, имитирующим абсолютно чёрное тело. Осн. инструментальная погрешность обусловлена нестабильностью температурной лампы. Заметную погрешность могут вносить также индивидуальные особенности глаза наблюдателя. У фотоэлектрических П. этот вид погрешности отсутствует. Погрешность образцовых лаб. фотоэлектрич. П. не превышает сотых долей К при Т = 1000 К. Образцовые яркостные П. приняты в качестве осн. интерполяционных приборов, определяющих Международную практическую температурную шкалу (МПТШ-68) при теми-pax выше точки затвердевания золота (1064,43°С).

Для измерения темп-ры тел, у к-рых коэфф. a постоянен в оптич. диапазоне спектра, применяют цветовые П. Этими П. определяют отношение яркостей b1(l1,T)/b2(l2,Т) обычно в синей и красной областях спектра (напр., для длин волн l1=0,48 мкм и l2=0,60 мкм). Шкала прибора градуирована в °С и показывает цветовую температуру Тс. Истинная темп-pa Т тела определяется по ф-ле:

Точность цветовых П. ниже, чем у яркостных.

Наиболее чувствительны (но и наименее точны) радиац. П., или П. суммарного излучения, регистрирующие полное излучение тела. Действие их основано на Стефана — Больцмана законе излучения и Кирхгофа законе излучения. Объектив радиац. П. фокусирует наблюдаемое излучение на приёмник (обычно термостолбик или болометр), сигнал к-рого регистрируется прибором, калиброванным по излучению абсолютно чёрного тела и показывающим радиационную температуру Тr. Истинная темп-pa тела определяется по ф-ле:

Т=a1/4TТr, (3)

где aT— полный коэфф. поглощения тела. Радиац. П. можно измерять темп-ру начиная с 200°С. В пром-сти этот П. широко применяют в системах контроля и управления температурными режимами разнообразных технологич. процессов.