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