тивно пирометр состоит из телескопа и прибора для измерения выходного сигнала ПИ, установленного в телескопе. В качестве ПИ использованы фотодиоды типа ФД-3 или ФД-ЗА.

Телескоп пирометра (рис. 2.8) [108] состоит из тубуса 4 (в котором установлены защитное стекло 1, диафрагмы 2 vi 6, линза 3, зеркало 5, фотодиод 7 с элементами электрической схемы) и крышки 8, в которой размещены линза окуляра 9 и штепсельный разъем 10. С помоп(ью линзы 3 излучение от нагретого изделия фокусируется в плоскости диафрагмы 6, установленной не-

Рис. 2.7. Датчик пирометрической установки ИПЛ-103:

/ - корпус; 2 - защитное стекло; 3 - объектив; 4 - передвижная перегородка; 5 - линза; 6 - эталонная лампа накаливания} 7 - экран; е - фотодиод; 9 - поворотный механизм эталонной лампы; 10 - окуляр; 11 - соединительные пррвода; 12 - кронштейн крепления

посредственно перед фотодиодом. Зеркало 5 и линза 9 служат для наводки телескопа на визируемый объект.

Прибор обеспечивает измерение температуры в диапазоне 900-1300° С с погрешностью ± 10° С.

Пирометр - сигнализатор температуры [87] вьщает звуковой сигнал при нагреве объекта контроля до температуры, превышающей допустимое значение. В основу принципа работы прибора (рис. 2.9) положен метод сравнения частот колебаний, вырабатываемых рабочим генератором, собранным

/ 2 3 i 5 ,6

Рис. 2.8. Телескоп пирометра

на транзисторе Т1, и опорным генератором, выполненным на транзисторе Т2. Частота колебаний fi рабочего генератора определяется значением сопротивления фоторезистора R1, которое является функцией температуры контролируемого объекта. Частоту колебаний /а опорного генератора устанавливают (с помощью резистора R2 и конденсатора С5) при визировании прибором фона, равной частоте fi. При визировании прибором объекта конт-рмя частота f изменяется, и на детекторе Д выделяется разностная частота I ~ li - fit Сигнал этой частоты усиливается усилителем низкой частоты,

6800J-

собранным на транзисторах Т4, Т5 и Т6, и подается на громкоговоритель Гр. При возрастании лучистого потока от объекта, обусловленном ростом его температуры, увеличивается разность частот и повышается тон звукового сигнала.

Фоторезистор СФ4-1, примененный в приборе, воспринимает инфракрасное излучение в диапазоне длин волн 0,7-4,7 мкм, что позволяет регистрировать нагрев объектов выше 60° С. Прибор можно использовать не

только для контроля температур, но и

Х~ для поиска очагов горения в задымлен-

( Т) П Г~1 помещениях и обнаружения недо-

и 4= I тушенных участков после ликвидации

лесного пожара.

Многопозиционный сигнализатор температуры ФЭСТ-013 предназначен для автоматизации прокатного производства [5]. В основу прибора (рис. 2.10) положен принцип действия пирометра

Рис. 2.9*. Принципиальная схема пирометра-сигнализатора температуры

К

частичного излучения. Излучение объекта оптической системой 1 направляется на ПИ 4 (фотодиод ФД-3). На приемник направляется также излучение от эталонного излучателя, представляющего собой лампу накаливания 2, питаемую от стабилизатора напряжения 9. Переключение лучистых потоков осуществляется диском 3, одна половина кото- / рого прозрачна, а другая имеет зеркальное покрытие. Диск приводится во вращение двигателем 8.

В цепи фотодиода протекают токи, пропорциональные яркостям объекта и эталонной лампы. Переменная составляющая фототока усиливается усилителем 5. Усиленный сигнал поступает на входы четырех параллельно подключенных задатчиков температуры 6, каждый из которых подсоединен к поляризованному реле 7, срабатывающему при заданной температуре. Заданную температуру сигнализации устанавливают по температурной шкале, указатель которой связан с ручкой переменного резистора, меняющего параметры схемы задатчика. Таким образом, имеется возможность одновременного контроля четырех значений температуры в диапазоне 1000-1300° С.

Рис. 2.10. Функциональная схема сигнализатора температуры ФЭСТ-013

Погрешность сигнализации не превышает ±1% от верхнего предела измерений. Быстродействие прибора 0,1 с, мощность, потребляемая им от сети, не превышает 100 Вт.

4. ПИРОМЕТРЫ ПОЛНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (РАДИАЦИОННЫЕ).

Пирометры полного излучения (радиационные) имеют неселективные ПИ, поэтому они воспринимают лучистую энергию в широком диапазоне длин волн, что дает возможность использовать в них зависимость между температурой объекта и излучаемой им суммарной энергией. Для АЧТ эта зависимость выражается законом Стефана-Больцмана

R = аТ\ (2.3) *

а для реального тела с интегральным коэффициентом излучения г-р формулой

i?=:Ej,or*. (2.4)

С помощью радиационных пирометров, как и яркостных, можно измерить истинное значение температуры лишь АЧТ. При измерении температуры реальных объектов получаются заниженные показания, соответствующие так называемой радиационной температуре Тр. Используя формулы (2.3) и (2.4), можно получить формулу для определения истинной температуры по измеренной радиационной:

Для того чтобы показания радиационного пирометра не зависели от расстояния между прибором и источником излучения, .используют диафрагмы, ограничивающие поле зрения, или сменные объективы.

Сигнал, снимаемый с неселективных ПИ, может быть зарегистрирован стрелочными приборами или электронными потенциометрами даже без предварительного усиления. Поэтому основным элементом радиационных пирометров является телескоп, в котором при помощи линзовой или зеркальной оптической системы излучение контролируемого объекта концентрируется на ПИ. В качестве ПИ применяют термопары, металлические и полупроводниковые болометры, пневматические и пироэлектрические приемники [56]. Наиболее распространенным приемником является термобатарея, представляющая собой группу последовательно соединенных термопар. Для увеличения электрического сигнала, снимаемого с выхода термобатареи при нагреве ее рабочих концов, увеличивают площадь последних и чернят их. Ниже рассматриваются некоторые радиационные пирометры отечественного изготовления.

; Пирометр РАПИР [47, 102] предназначен.для температурного контроля производственных процессов в различных отраслях промышленности. В состав пирометра входят телескоп ТЕРА-50, панель с уравнивающими и эквивалентными резисторами ПУЭС-54 и регистрирующие приборы - электронные автоматические потенциометры (ЭПП-16 АМЗ, ЭПР-16АРМЗ, . ЭПП-17, ЭПДР-02) и милливольтметры (МПЦР-53, МСЩР-54).

В зависимости от диапазона измеряемых температур телескоп ТЕРА-50 выпускают в четырех модификациях: 1) при измерении температуры 100- 500° С используется оптика из фтористого лития; 2) при 400-1500° С - оптика из плавленного кварца; 3) при 900-2000° С - оптика из стекла К-8; 4) при 1200-2500° С - оптика из того же стекла. В состав телескопа (рис. 2.11, а) входят объектив 4, термобатарея 5 и окуляр 2 с защитным стеклом 1, предохраняющим глаза наблюдателя от воздействия мощных излучений. Все эти элементы размещены в массивном металлическом корпусе 3 диаметром 70 мм и длиной 180 мм. Термобатарея (рис. 2.11, б) состоит из десяти последовательно соединенных 1хромель-копелевых термопар 2, рабочий спай