Радиационные пирометры (РАПИР).

Измеряют полное излучение во всех частях спектра.

Конструкция:

1 2 4 5

 

 

Приведенная погрешность 1%.

Визуально направляется трубка (ТЕРА- 50) на нагретое тело. При этом излучение фокусируется на чувствительном элементе (батарее термопар из черной платины).

1 – нагретое тело, объект;

2 – объектив;

3 – чувствительный элемент (набор термопар);

4 – окуляр;

5 – наблюдатель;
Такой пирометр применяется для измерения температуры от 600⁰С до 2500⁰С.

 

 

Uвых=Етп±∆U

Охлаждение ТЕРА-50 водяное - для стабилизации температуры холодных спаев батареи термопар или применяют медную термокомпенсацию.

Погрешность:

1. Погрешность от неполноты излучения.

Коэффициент неполноты излучения может меняеться 0,04÷1

1 – для абсолютно черного тела, у чистого Fe – 0,1, т.е. излучается 1/10; у очищенного Fe – 0,9.

Пирометры градуируются по типам поверхностей, т.е. в соответствии с коэффициентом неполноты.

2. Расстояние до объекта.

Интенсивность излучения зависит от квадрата расстояния, чем больше расстояние, тем меньше излучение.

Обычное расстояние: 1,5 – 4 м.

3. Погрешность среды.

Излучение частично поглощается.

 

Яркостные пирометры.

Яркость поверхности объекта сравнивается с поверхностью образцового излучателя в видимой (узкой) части спектра.

Большое значение будет иметь коэффициент неполноты излучения на данном диапазоне.

Показания не зависят от расстояния объект и его результатов.

Яркостный пирометр с исчезающей нитью(ОППИР).

 

1 – наблюдатель;

2 – светофильтр;
3 – лампа с нитью накаливания (вольфрам);

4 - объект;

Применяется для измерения температур 800÷1500⁰С.

Наблюдатель направляет трубу пирометра на объект и смотрит. При этом наблюдатель видит нить и регулирует ток, т.е. яркость свечения.

Если яркость нити выше, то будет светящаяся нить на фоне темного объекта. Если яркость нити равна яркости объекта, то контуры нити не видны. В этот момент температура считывается по шкале амперметра. Шкала нелинейная, т.к. от тока зависит яркость.

Яркостный пирометр с оптическим клином.

 

Яркость нити остается неизменной, т.е. U_п не изменяется, уравновешивание происходит путем перемещения оптического клина с переменной прозрачностью, температура считывается при определенном положении оптического клина.

Особенности:

Высокая точность, т.к. яркость растет быстрее, чем температура, т.е. зависимость нелинейная. Поэтому измерение яркости с точностью 1%, а температуры – 0,1%.

 

Цветовые пирометры.

 

Интенсивность излучения в разных частях спектра при различных температурах.

При пониженных температурах излучение красных частей.

При повышенных температурах излучение синих частей.

К(λ₁)

С(λ₂)

λ₁ и λ₂ должны быть разнесены.

Система зеркал создает два луча. Один луч проходит через красный цветофильтр, а второй – через синий. Далее усиливаются и находится их соотношение.

Недостаток:

Существует погрешность от неидентичности канала. Поэтому лучше коммутировать потоки на один канал и через один светочувствительный фильтр.

 

 

объект

Простейший случай:

 

 

На диске цветофильтры чередуются между собой.

 

Измерение давления.

 

1 Паскаль – единица измерения давления в системе СИ.

1Па = 1Н/1м²

1МегаПа = 10⁶ Па

Несистемные: атмосферные = 1кгс/см² = 10⁵ Па=1бар.

мм ртутного столба = 133,3 Па

мм водного столба = 9,8 Па

 

Приборы для измерения давления:

- манометры (давление выше атмосферного, избыточное давление);

- вакуумметры (давление ниже атмосферного);

- дифференциальные манометры – измеряют разность давлений.

 

Манометры разделяют:

- жидкостные;

- пружинные с упругим преобразователем;

- электрические;

Избыточное давление должно превышать давление при 0⁰С. Абсолютное давление должно превышать давление при 0⁰К.

 

А) Жидкостные манометры.

1)

P=∆h₁+∆h₂

Стеклянная V – образная трубка заполненная на половину жидкостью. Один конец открыт, а на другой подается давление. Отсчет суммируется от двух показаний – вверх от нуля и вниз от нуля (в этом недостаток).

 

2) Чашечный манометр:

 

 

Площадь левого колена намного больше площади правого, изменение столба жидкости будет прямо пропорционально площади. Т.е. опускание жидкости в чашке незначительно, отсчет от одного уровня, от нуля (в одну сторону).

 

3) Поплавковый дифференциальный манометр:

 

Два колена на ½ заполнены и соединены между собой. Уровень левой трубки определяет положение поплавка.

Пусть Р₁ > P₂

ΔP = h(γ_p – γ_c)

γ_p – плотность рабочей среды жидкости;

γ_c – плотность среды;

h=h₁

Перемещение поплавка измеряется дифференциальным трансформаторным датчиком.

U_ВЫХ=k∆P

 

4) Кольцевой дифференциальный манометр:

Трубка с перегородкой на ½ наполнена жидкостью и подвешена на призме, т.е. может качаться.

Если P₁ > P₂, то жидкость из левой половины вытесняется, появляется разность уровней и возникает вращающий момент М_В.

- вращающий момент; R – радиус; ℓ=h sinα

- тормозящий момент;

 

Если , то k=

α=arcsin k ∆P

Для получения равномерной (линейной) шкала необходимо использовать арксинусный преобразователь. Для электрического сигнала надо использовать потенциометр с характеристикой арксинус.

 

5) Колокольный дифференциальный манометр:

 

Колокол погружен в жидкость. Внутри него Р₂, снаружи Р₁.

На колокол действует выталкивающая сила, пропорциональная разности давлений (и это равно массе жидкости, вытесненной колоколом). Сила уравновешивается пружиной; если не было бы уравновешивающей силы, то колокол бы выпрыгнул. Перемещается измерительный дифференциальный трансформаторный датчик.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: