Способ измерения термодинамической температуры тел Советский патент 1988 года по МПК G01J5/60 

О9

||

СО

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры нагретых поверхностей, в том числе излучающих и отражающих диффузно, например в металлургии и керамическом производстве.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры тел с щероховатой поверхностью.

В основе метода относительной спектрорефлектометрии лежит уравнение

де С, , С.;

,5f,

С, L,, L,,

пирометрические постоянные ;

используемые длины волн;25

измеряемые спектральные плотности энергетической яркости в длинах волн Я, и И„ ;

Т - термодинамическая температура тела;

р - отношение спектральных направленно-полусферических коэффициентов отражения р и f на длинах волн й и Л Однако на практике удобнее использовать вместо отношения направленнополусферических коэффициентов отражения отношение направленно-направ- ленных, при этом при измерении температуры появляется методическая ошибка, связанная со спектральным разли- в индикатрисах отраженного излучения. Связь между спектральными на- правленно-полусферическим и направленно-направленным коэффициентами отражения О и R(0) осуществляется через эквивалентный телесный угол 5с следующим образом

J. . R(0) I-.

где W - телесный угол приемника из- :

лучения.

Спектральное отношение нормирован ных индикатрис Xj, (9 ) для различных направлений 9 к нормали связывает между собой отношение спектральных

15

20

25

30

35

Q .

:

отношений направленно-направленных коэффициентов отражения под -углом и по нормали к поверхности

V ffl - Кг(9) Rig (6) fj.

гЛе - - R,.,(&) )

где индекс О относится к измерениям

по нормали, а индекс Q - 0под углом 9 к нормали;

21 отношения направленно- направленных коэффициентов отражения ) к R(TI,) или R( I,) к RjC р соответственно. В этом выражении направленно-направленные коэффициенты отрс1жения в свою очередь, могут быть выражены через эквивалентные телесные углы и направленно-полусферические коэффициенты отражения

R/O) ) u)-.

Выполним эту замену, в результате получаем

a,)-R,(.)

где 5 и J - эквивалентные телесные углы при Я и . Выразим отношение спектральных на- правленно-полусферргческих коэффициентов отражения через остальные величины

j,R,(e) X,, (9)--- .(4)

Ял

.Отсюда видно, что для определения отношения спектральных направленно- полусферических коэффициентов отражения 1 необходимо измерить отношения спектральных направленно- направленных коэффициентов отражения под углом S к нормали R ,2 (6 ) и по нормали к поверхности R ;,- (О) , определить согласно выбранному направлению отношение спектральных нормированных индикатрис, установить в соответствии с выбранным направлением и значением Xj, (0) значение отноше- ния эквивалентных телесньгх углов 52 /S, . Используя полученную совокупность данных R(0), Xg (0) и 9j/, определяем по формуле (4) от- 55 ношение спектральных направленно-полусферических коэффициентов отражения и, используя значения измеренной спектральной яркости L, и Lg для тех

50

же длин волн и Hj, , рассчитьгааем термодинамическую температуру пиро- мётрируемого объекта по формуле (I).

Таким образом, предложенный способ позволяет определять температуру тел с более высокой точностью за счет учета спектрального различия в индикатрисах отраженного от пирометрируе- мой поверхности излучения. Это позволит эффективно использовать способ в процессе измерения термодинамической температуры тел с шероховатой поверхностью, например в керамическом производстве, металлургии, при термоупрочнении деталей, в научном эксперименте. Формула изобретения

Способ измерения термодинамической температуры тел, основанный на изме0

5

рении собственного теплового излучения тела при двух длинах волн, включающий подсветку пирометрируемого объекта и измерение спектрального 6f- ношения направленно-направленных ко- эффициентов отражения при тех же длинах волн по нормали к пирометрируемой поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений температуры тел с шероховатой поверхностью, дополнительно измеряют спектральное отношение направленно-направленных коэффициентов отражения в одном из направлений под углом к нормали к поверхности пирометрируемого тела, определяют отношение эквивалентных телесных углов и с учетом полученных данных определяют термодинамическую температуру.

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры нагретых поверхностей, в том числе излучающих и отражающих диффузно, например в металлургии и керамическом производстве. Целью изобретения является повышение точности измерения тел с шероховатой поверхностью. Цель достигается тем, что помимо измерения собственного теплового излучения тела при двух длинах волн и измерения отношения направленно-направленных спектральных коэффициентов отражения по нормали к пирометрируемой поверхности, дополнительно измеряют отношение направленно-направленных спект- ральных коэффициентов отражения для одного из исправлений под углом к нормали к поверхности пирометрического тела, определяют отношение экви- валентных телесных углов и по полу ченным данным рассчитывают термодинамическую температуру. (Л