Главная > Разное > Диаграммы равновесия металлических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Оптические пирометры с исчезающей нитью

Оптическая схема пирометров с исчезающей нитью [70] показана на рис. 59.

Изображение источника излучения образуется в плоскости нити первым объективом. Второй объектив дает изображение нити и источника, которые рассматриваются через окуляр с красным фильтром. Нить из вольфрамовой проволоки находится в эвакуированном стеклянном баллоне с оптически плоскими окнами, расположенными под углом к оси прибора и наклоненными внутрь для уменьшения. Перед градуировкой нить остаривают, нагревая при 2100° в течение 1 часа. Затем

проверяют воспроизводимость показаний до и после одного часа выдержки нити при максимальной рабочей температуре.

Для определения силы тока, проходящего через нить, в ее цепь включена образцовая катушка; падение напряжения на зажимах этой катушки измеряют переносным потенциометром.

При температурах выше 1600° не следует устанавливать нить прямо против раскаленного тела, так как вследствие высокой яркости нить необходимо нагревать до очень высокой температуры, вследствие чего металл нити испаряется и нарушается градуировка.

Рис. 59. Схема оптического устройства пирометра с исчезающей ннтью: 1 — первый объектив; 2 — нить и изображение источника; 3 — второй объектив; 4 — окуляр; 5 — окончательное изображение источника и нити

Чтобы избежать этого в пирометре предусмотрен нейтральный поглощающий светофильтр, который уменьшает интенсивность излучаемого света и используется в интервале температур 1600-2300°; выше 2300° должен быть использован вращающийся сектор.

При измерении температуры вершину петли нити устанавливают против изображения источника излучения. Прибор имеет подвижной ограничитель окуляра с двумя меняющимися апертурами, находящимися между вторым объективом и окуляром. Меньший ограничитель используется, насколько это возможно, для уменьшения эффекта диффракции, но при низких температурах для получения достаточно высокой интенсивности необходимо использовать большую апертуру; без светофильтра — ниже 1000° и применяя светофильтр — при температурах до 1400°.

При измерении установившейся температуры пирометром с исчезающей нитью целесообразно подобрать ток таким образом, чтобы нить казалась раскаленной вначале несколько ярче, а затем несколько темнее источника излучения, и соответственно сделать два отсчета. При постоянной температуре, например в точке плавления никеля, установлена возможность производить измерения в течение 10 мин., причем разброс замеров составляет не более 5°, тогда как при температуре плавления хрома (1860°) разброс не превышает 7°. При измерении

изменяющихся температур определение момента исчезновения нити связано с большей ошибкой.

На практике иногда невозможно добиться полного исчезновения нити из-за явлений диффракции. Изучая эти явления, Каннольд [71] пришел к выводу, что ошибка не возникает, если нить против раскаленного тела всегда устанавливают в одинаковых условиях. Однако явление диффракции может служить источником ошибок, если условия работы прибора таковы, что не используется полная апертура линз объектива. Это может, например, иметь место, если пирометр наведен на узкую трубу так, что апертура ограничена трубой, а не собственно прибором.

Можно показать, что в случае, если соответственно истинная и кажущаяся температуры, то

Приведенное равенство справедливо, когда эксперименталь условия постоянны и окуляр всегда находится на одинаковом расстоянии от источника излучения. Это означает, что если всегда используются смотровые трубы одинаковой длины и диаметра, то может быть введена простая поправка, пропорциональная квадрату кажущейся температуры; такая же поправка может быть введена для учета поглощения.

Обычно излучение раскаленного тела не попадает прямо в пирометр, а проходит через стеклянные окошки или отражательные призмы, где частично поглощается. Если — истинная и кажущаяся температуры, то

где энергия, падающая, а выходящая из стекла или призмы.

По существу отношение является постоянной стекла, так как интервал длин волн мал. Отсюда

и если поправка мала, то

Таким образом, в рассматриваемом случае поправка выражается так же, как для учета эффекта диффракции, и,

следовательно, обе поправки могут быть сведены вместе в форме одного уравнения:

Следует еще раз отметить, что это уравнение справедливо, если условия опыта всегда остаются постоянными.

Теоретически постоянная С может быть определена измерением кажущейся температуры при одной стандартной температуре, но лучше измерить постоянную в двух или трех точках внутри температурного интервала использования прибора. Поправочная формула такого вида действительна только в условиях абсолютно черного тела, и необходимо подчеркнуть, что приборы с исчезающей нитью не должны применяться для измерений поверхности горячих металлов.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление