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

Автоматическое регулирование осуществляется специальной электронной схемой, управляющей электродвигателем, с помощью которого на пути излучения устанавливается неселективиый поглотитель. Ручное регулирование осуществляется установкой этого поглотителя в нужное положение вручную. Модификацию прибора с автоматической регулировкой применяют для длительного непрерывного контроля высокотемпературных процессов в отсутствие оператора; в других случаях можно применить модификацию пирометра с ручной регулировкой.

Пирометр ПИРСО-1 имеет следующие технические характеристики: диапазон измерения и регистрации температуры 600-1400° С, интервал отдельных поддиапазонов 200-500° С, основная погрещность ±1% верхнего предела используемого диапазона.

Пирометр ПИРЭД-5, действие которого также основано на автоматическом измерении спектральных плотностей энергетических яркостей в двух


Рис. 2.21. Функциональная схема пирометра Ардоколь

участках ближней инфракрасной области спектра, предназначен для измерения температуры в диапазоне 200-4500° С. Переключение поддиапазонов в этом приборе производят заменой оптических фильтров, в результате чего в необходимое количество раз изменяется величина спектрального отноще-ния. Стабильность градуировки прибора проверяют по встроенному эталонному излучателю.

Пирометр для измерения низких температур [21] применяют для регистрации в интервале от 40 до 400° С температуры объектов, находящихся на расстоянии до 20 м от него. Прибор выполнен по той же функциональной схеме, что и пирометр ЦЭПИР-021 (рис. 2.20). В качестве ПИ использован охлаждаемый жчдким азотом фоторезистор InSb. Оптические фильтры пропус-.кают излучения в диапазонах 3,3-4,1 и 4,3-5,9 мкм.

Пирометр Ардоколь [101] используют для измерения температуры в диапазонах 800-1200, 900-1400, 1100-1600, 1300-1900 и 1400-2200° С. Функциональная схема прибора показана на рис. 2.21. Сфокусированное объективом / излучение от объекта, пройдя через диафрагму 2 и стеклянный световод 3, попадает на оптический фильтр 5 из фосфористого индия. Излучение с длинами волн более 1 мкм фильтр пропускает на ПИ 6, я с меньшими длинами волн отражает на ПИ 4. Следовательно, электрический сигнал, поступающий с этих приемников на усилитель 7, пропорционален лучистым потокам с различным спектральным составом, а отнощеиие сигналов пропорционально цветовой температуре объекта. Это отнощение вычисляется при помощи потенциометрической схемы, в которой движок потенциометра перемещается с помощью электродвигателя 8 и редуктора 9 до тех пор, пока сигналы, снимаемые с обоих приемников, не сравняются. Таким образом, положение движка потенциометра определяется цветовой температурой.

Пирометры Спектропир-2 и Спектропир-3 [81] предназначены для автоматизации процессов скоростного нагрева и процессов, требующих поддержания на заданном уровне с высокой точностью температуры малоинерционных объектов. В приборе Спектропир-2 применена двухканальиая схема



(рис. 2.22). Излучение объекта собирается оптической системой /, модулируется вибрационным модулятором Р и поступает на светоделительное устройство 8 (интерференционный светофильтр), разделяющее лучистый поток на две части, различные по спектральному составу. Эти лучистые потоки попадают на два приемника 2 и 7, установленные в термостате 10. Температура внутри термостата гРоддерживается постоянной с помощью специальной схемы . Работа вибрационного модулятора обеспечивается схемой 12 модуляции и синхронизации, сигнал с которой поступает также на фазочувстви-тельные каскады усилителя 5. Сигналы с приемников поступают на схему 4 установки точки регулирования температуры. Для измерения и записи температуры используется электронный логометр 3 (прибор для измерения отношения токов) типа КСЛ-2. При отклонении температуры объекта от заданного значения в схеме 4 появляется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем 5 и воздействует на выходное устройство 6. Это устройство вырабатывает звуковой сигнал, привлекающий внимание оператора.


Рис. 2.22. Функциональная схема пирометра Спект-ропир-2

Прибор имеет следующие технические данные: температурный диапазон 1300-1700° С, основная погрешность +1% верхнего предела измерения; время установления выходного сигнала для регулирования 0,01 с, а показаний регистрирующего, прибора - 1с.

Пирометр Спектропир-3 более прост по конструкции: в нем отсутствует модулятор излучения и блок регулирования. Пирометром измеряют температуру в диапазоне 1200-1800° С с погрешностью + 1% . Время установления показаний 2,5 с.

Глава 3

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛУЧИСТЫХ ПОТОКОВ

1. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Приборы для обнаружения и измерения лучистого потока или энергетической яркости объекта излучения называют радиометрами. Принцип их действия основан на непрерывном сравнении неизвестного лучистого потока исследуемого объекта с известным лучистым потоком эталонного источника. Высокая разрешающая способность радиометров позволяет получить значения лучистых потоков не. только от протяженных участков излучения, но и от отдельных теплоизлучающих объектов.

Функциональная схема инфракрасного радиометра (рис. 3.1) содержит оптическую систему измерительного канала /, опорный излучатель 2, опти-



и

6 -

ческую систему опорного излучателя 3, общий модулятор для обоих каналов 4, приемник излучения 5 и электронный канал 6.

В радиометрах, измеряющих лучистые потоки от источников излучения с температурой более 3000° С, опорный излучатель может отсутствовать.

По принципу обзора пространства радиометры разделяют на приборы с постоянным углом обзора и сканирующие. Скани1зующие радиометры в зависимости от величины мгновенного поля зрения делят на радиометры с низким, средним и высоким пределом разрешения.

При измерении спектрального распределения лучистого потока в широком диапазоне длин воли, но при ширине спектральных линий порядка О, - 1 мкм используются спектрорадиометры. Для определения спектрального распределения лучистого потока с высоким спектральным разрешением радиометр должен иметь десятки спектральных каналов с разными оптическими фильтрами. Для реализации этого необходимо иметь монохроматор или квантометр. В случае монохроматора интенсивность спектральных элементов регистрируют одним ПИ за счет сканирования по спектру. При наличии кванто-метра применяют столько ПИ, сколько измеряется участков спектра. Участок спектра минимальной спектральной ширины, разрешаемой спектрометром, называют спектральным элемен- . том, который и является спектральным пределом разрешения спектрорадиометра. Разработка инфракрасных щелевых спектрометров стала возможной после появления специальной дифракционной отражательной решетки (эшелетт).

В спектрорадиометре пространственное разделение монохроматических потоков выполняется диспергирующим элементом монохроматора, в результате чего получается спектр, в котором отдельные спектральные элементы пространственно разделены. Предел спектрального разрешения при этом зависит от ширины входной щели решетки, а снятие спектрограммы производится последовательным облучением ПИ регистрируемыми спектральными элементами.

Если в спектрорадиометре в качестве монохроматора используют интерферометр, такой прибор называют интерференционным Фурье-спектрорадио-метром. Отсутствие дифракционной решетки и интерференции в противофазе пучков, не участвующих в образовании спектра, увеличивает КГЩ спектрорадиометра, а также уменьшает габаритные размеры и массу прибора.

Рис. 3.1. Функциональная схема радиометра с опорным излучателем:

1 - измерительный канал; 2 - опорный излучатель; 3-оптическая система опорного излучателя; 4 - модулятор; 5 - приемник излучения; 6 - электронный каиал

2. РАДИОМЕТРЫ С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ОБЗОРА

И СКАНИРУЮЩИЕ

Радиометры с постоянным углом обзора выполняют широкопольными. Их оптический канал в больщинстве случаев состоит из защитного стекла (рис. 3.2), фильтра, модулятора и ПИ. Величина поля зрения определяется углом, образуемым диаметром защитного стекла и расстоянием до ПИ. Последний расположен в специальном корпусе, закрытом полусферическим окном. Модулятор вращается с постоянной скоростью двигателем.

Для идеального радиометра, в котором на ПИ попадает только поток от исследуемого объекта, результирующий поток на чувствительной площадке 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