Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Пирометры частичного излучения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

Конструктивно пирометр оформлен в виде пистолета , так что его легко держать одной рукой; измерительный прибор подключают ж пистолету с помощью клемм. Постоянная времени пирометра 7 с, точность измерения температуры около 0,3° С.

Пирометр с термостабилизироеанной оптической головкой [98] предназначен для измерения температуры поверхности моря в диапазоне от -2 до -Ь35°С. В пирометре (рис. 2.17) использован объектив, состоящий из двух сферических зеркал 4 и 5. Излучение от поверхности моря поступает в объектив через фильтр / из стекла ИКС-25 и интерференционный фильтр 3. Фильтры обеспечивают работу прибора в диапазоне 8-13 мкм. Лучистый поток от морской поверхности модулируется двухлопастным зеркальным модулятором 2. приводимым во вращение двигателем 13. Когда этот поток перекрыт лопастью модулятора, в объектив поступает излучение от внутренней полости

корпуса 7 оптической головки, отраженное лопастью, поэтому внутренняя полость выполняет роль эталонного излучателя. Температуру в полости поддерживают равной 15 или 30° С вследствие использования схемы термостабилизации 9, термодатчиков 10, 11, электротермометра 12 и обмотки нагрева корпуса 8. Для улучшения режима термостабилизации корпус оптической головки помещен в кожух из пенопласта толщиной 50 мм.

В качестве ПИ 6 используют полупроводниковый болометр БСГ-2, расположенный в фокусе объектива. Выходной сигнал болометра усиливается в блоках 15 и 16, детектируется синхрониьпй детектором 17 и записывается на ленте регистратора 18. Опорный сигнал для синхронного детектирования вырабатывается генератором опорного напряжения 14, ротор которого вращается синхронно с лопастями модулятора.

Время выхода оптической головки с размерами 180 X 180 X 180 мм на режим стабилизации температуры около 1 ч. Чувствительность прибора 0,03-0,04°С (при изменении температуры поверхности моря от О до 30° С), точность измерения температуры ±0,15°.

Микропирометр [69] предназначен для измерения температур в различных точках поверхности объектов малых размеров, в первую очередь изделий микроэлектроники. Прибор состоит из трех основных блоков: оптического, электронного и регистрирующего.

Оптический блок (рис. 2.18) имеет два канала: инфракрасный и визуальный. Инфракрасный канал содержит элементы инфракрасного пирометра: зезкальный объектив 11, модулятор 9, ПИ 8; визуальный канал - германиевое зеркало 10, отражающее видимое излучение в сторону окуляра 4 н пропускающее на приемник 8 инфракрасное излучение. Лампа 6, зеркало 7, кон-дексор 5, отклоняющие зеркала 1 к 2, координатная сетка 3 с перекрестием служат для освещения объекта и определения на его поверхности места наблюдаемого микроучастка. Зеркальный модулятор Р не только прерывает излучение от исследуемого объекта, но и направляет на приемник лучистый поток от эталонного источника (на рис. 2.18 не показан). В качестве ПИ используют полупроводниковый болометр или фоторезистор InSb, охлаждаемый жидким азотом.

Электронный блок содержит схемы для усиления и формирования сигнала, идущего с ПИ. Индикаторный блок позволяет зарегистрировать


Рис. 2.17. Схема пирометра с термостаби-лизированной оптической головкой



-1° с (на уровне

тепловое поле объекта с разрешением по температуре 0,5-300° С) и линейньпй разрешением до 20 мкм.

Пироэлектрические регистрирующие устройства типа ПЭПИ-1, РИПЭ-Ч-1, РИПЭ-В-1, ПЭПИ-У-2 и др., разработанные в Институте физики АН УССР, содержат пироэлектрические приемники излучения (ППИ), которые )аботают при комнатной, температуре в широком спектральном интервале от крайней ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области спектра), обладают высокой обнаружительной способностью (10* - 10 см ГцЛ/Вт) и малой инерционностью (от 5 10~ до 5 10~ii с). Эти регистрирующие устройства отличаются друг от друга размерами и формой чувствительных

площадок ППИ и схемами истоковых повторителей, служащих для согласования высокоомных ППИ с измерительной схемой.

, Для исследования тепловых режи- мов в электронных устройствах, изучения тепловых рельефов больших отдаленных предметов удобно использовать прибор ПУИП-1, разработанный в Институте, физики АН УССР. Этот прибор (рис. 2.19) состоит из зеркального объектива /, вибрационного модулятора 2, за-питываемого от генератора 6, ТМ 3, уси-



Рис. 2.18. Оптический блок микропирометра

Рис. 2.19. Функциональная схема прибора ПУИП-1

лителя 4 и блока питания 5. В качестве приемника излучения использован никелевый болометр НБГ-2. Устройство устанавливается на стандартной оптической скамье и может плавно перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Обнаружительная способность прибора 10* см ГцУ^/Вт, угол зрения 21, спектральный диапазон работы 1-25 мкм.

5. ПИРОМЕТРЫ СПЕКТРАЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ

(ЦВЕТОВЫЕ]

В пирометрах спектрального отношения (цветовых) используется зависимость от температуры объекта отношения спектральных плотностей энергетических яркостей при двух (реже более) длинах волн Xj, Я2, которая следует из законов Планка и Вина. Величина отношения Ъ- jj\ j однозначно связана с цветовой температурой объекта, зная которую можно рассчитать истинную температуру:

Т C2(lAi-lA2)

Для АЧТ и серых тел е^ 7- = const, и цветовая температура совпадает с истинной. Для объектов, у которых е) j возрастает с увеличением длины волны.



чг, т > х„ тУ цветовая температура меньше истинной. Если же j убывает с увеличением длины волны, цветовая температура больше истинной. Цветовая температура большинства тел значительно'меньше отличается от истинной температуры, чем яркостная или радиационная. Кроме того, поправки для перехода от цветоюй температуры к. истинной определяются с большей точностью, так как отношение, коэффициентов е^ г/х т более стабильно, чем значение самих коэффициентов. Преимуществом цветовых пирометров является также независимость показаний трибора от размеров излучающего объекта и расстояния до него. Недостатки этих приборов - сложность и дороговизна.

Пирометры спектрального отношения выполняют по однокаиальным и двухканальным схемам. В одноканальных схемах используют один ПИ, а два монохроматических потока выделяют двумя оптическими фильтрами (двумя группами фильтров), которые поочередно устанавливают перед приемником. Выходной сигнал ПИ в одни моменты времени пропорционален спектральной плотности энер-гетиче(Жой яркости излучения с длиной волны Я^, в другие - спектральной

плотности энергетической яркости

/jr--j--т-----i-],-------1 излучения с длиной волны Xi,.

*jj~2:;iJ~7~iri Двухканальная схема содержит

- у 1-М-Г[П-rn l ri J два ПИ, перед одним из которых ус-

I I 1-1 к I тановлен оптический фильтр, про-

I HjJ Сх-Ш'ШаИЛ пускающий излучение с длиной вол-

I I I i перед другим - X.,. Сигна-

} R- MamvuK I пропорциональные спектральным

2 плотностям энергетических яркостей

излучений с длинами волн и х^, Рис. 2.20. Функциональная схема пи- вырабатываются приемниками одно-ромегра ЦЭПИР-021 временно. Поэтому пирометры, вы-

г -л полненные по двухканальной схеме,

являются более быстродействующими пе сравнению с одноканальными приборами. Однако большая сложность двухканальных пирометров ограничивает область их практического применения. Ниже рассмотрены некоторые типы пирометров спектрального отношения.

Пирометр ЦЭПИР-021 [4] предназначен для непрерывного температурного ;контроля в производственной и исследовательской практике. Прибор (рис. 2.20.) состоит из трех блоков: датчика, блока электроники и электронного автоматического потенциометра ПСР-1. Излучение от объекта через оптическую систему / и один из оптических фильтров 3 или 10 поступает на приемник 4. Фильтры установлены в диске 2, который вращается с постоянной скоростью с помощью двигателя 9. Сигналы с ПИ после усиления пред-усилителем 5 и усилителем 6 обрабатываются преобразующим устройством 7 так, что показания прибора ПСР-1 8 становятся пропорциональными логарифму отношения сигналов, прошедших через фильтры 2 и 10. Логарифм этого отношения, как следует из закона Вина, связан линейной зависимостью с обратными значениями измеряемой цветовой температуры объекта:

Таким образом, показания электронного потенциометра можно отградуировать в градусах цветовой температуры.

Приборами ЦЭПИР-021 можно измерять температуру в диапазоне 700- 1400° С с погрешностью ± 1 %. Существует еще одна модификация пирометра - ЦЭПИР-010. В этом приборе используется излучение в видимой части спектра, диапазон измеряемой температуры 1400-2800° С.

Пирометр ПИРСО-1 [97] выполнен по тому же принципу, что и ЦЭПИР-021. В качестве регистрирующего прибора в нем использован электронный потенциометр ЭПП-09 или милливольтметр. В модификациях прибора ПИРСО-1 предусмотрено как автоматическое, так и ручное регулирование лучистого потока, поступающего иа ПИ.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76