Способ пирометрических измерений Советский патент 1990 года по МПК G01J5/50 

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры и из- лучательной способности в металлургии, машиностроении и т.д.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Сущность способа заключается в следующем.

В момент t с участка поверхности движущегося объекта с помощью пирометров измеряют два сигнала, одна из которых и вьщеляется из спектрального распределения теплового излучения объекта в пределах справедливости приближения Вина, а другой сигнал Ug - за его пределами. По этим сигналам определяют соответственно яркостные- температуры Т, , Т

СП

00

т; т; -- -1пе,

л,

Сг

(1)

Т- ,-(,-,).

хе

гl 1 г J г

In 6,

(2)

Сг где Д, Л2 - значения эффективных

длин волн пирометров; Т - действительная температура участка поверхности;, С, С - первая И вторая постоян- ные в уравнениях Вина - Ппанка;

fl 6/7(„- спектральные излучатель- ные способности объекта на длинах волн 7, и Д Через некоторый промежуток времени в момент t с того же участка поверх- ности движущегося объекта с изменяющейся температурой дополнительно измеряют два сигнала U, 1)4 в указан- ных выше областях спектра и по ним определяют яркостные температуры поверхности измеряемого участка в виде

т.я; T;--iLine,. -г In i-(

lie

с

г

. (°

где Тл - действительная температура

поверхности объекта в момент

2Затем образуют отношение разнос- тей обратных значений яркостных тем

fг

(5)

Г1-(1-е,..)

ф- гп- ,. 2 -,

г Q.-(i-e,).

Неравенство отношения R единице свидетельствует о том, что f/д также не равно единице. Для измерения действительной температуры сигналы U и и увеличивают в п раз. Операцию изменения повторяют до тех пор, пока R не станет равным единице что означает f« ., В.этом случае условные температуры, определяемые в области спектра за пределами применимости приближения Вина, соответст

вуют действительным температурам Т и

т г Определив действительные температуры поверхности объекта в момент tj

и t, по измеренным Т , Т , Td. и Тд и действительным температурам определяют значения спектральных излучат ел ьных способностей -у, и S/,

Измерение Т,, Tg., 6/, . может быть осуществлено и другим способом, Для этого из условия (5) по известному и определяется hz затем по

4 температуры Тд и Tj, а по уравнениям (j и 3) находят 6 ,

Если в качестве длинноволновой области спектра использовать область, где справедлив закон Релея-Джинса, то значение спектральной излучательной способности 6if может быть определено непосредственно в виде

25

°

40

д ,

55

Т7 -Т

J-1

m-l R ifi-Ii.

т;1 -т; (тт -T- V)E

ф Яг Я

-Лг (6)

Определив &f,no и Т , определяют Ч и TI, а затем с помощью Tjj - и Тд 6,.

Способ может быть использован при

Н f условии 7т I ЧТО ОбЫЧНО ВЫПОЯНЯется при небольших изменениях температуры объекта.

Вместо отношения R можно использо вать алгоритм - разность разностей обратных значений температур,

В случае стационарного объекта с . . переменной температурой и независимой от температуры излучатепьной способностью задача измерения его дёйстви- тф1ьной температуры может быть реш:вна аналогичным образом с помощью двух яркостных пирометров, производящих измерение четырех яркостных температур в два момента, один из которых работает в области Вина, а другой - за пределами этой области.

Изобретение позволяет определить температуру движущегося объекта с изменяющейся температурой и неизвестной излучательной способностью.

Формула изобретения Способ пирометрических измерений,

заключаюзщйся в измерении потоков излучения одного и того же участка поверхности движущегося объекта с изменяющейся температурой и постоянной излучательной способностью с помощью четырех пирометров, два из которых яркостные, работающие в области спектра, где справедливо приближение Вина, отличающийся тем, что, с

14 10158

целью расширения функгдиопальных воз-коэффициенты передачи длинноволновых можностей, в качестве двух других пи-пирометров до наступления равен ства рометров используют яркостные, рабо-указанного отношения единице, иэмерен- тающие в длинноволновой области спект- ные в этот момент в длинноволновой ра за пределами справедливости прибли-области спектра значения условных женин Вина, измеряют отношение раз-температур принимают за значение дей- ности обратных значений яркостныхствительных температур, а излучатель- температур в пределах справедливостиные способности в обеих областях спек- приближения Вина к разности обратных ютра находят по первоначально измерен- значений яркостных температур за егоным четырем яркостным температурам и пределами, увеличивают одновременнодвум действительным температурам.

Изобретение может использоваться в стекольной промышленности, в металлургии, в частности в прокатном производстве для измерения температуры движущейся прокатываемой полосы металла, излучательная способность которой неизвестна и различна на раз- нь1х участках. Цепь - расширение функциональных возможностей. В способе пирометрических измерений путем измерения с одной площадки поверхности объекта в двух участках спектра двух сигналов и определения по их отношению условной температуры, с той же площадки объекта и в тех же участках спектра повторно измеряют два сигнала в другой момент времени, определяют четыре .яркостные температуры, при зтом одну из яркостных теьтератур в каждой паре измеренных определяют в условиях приближения Вина, а вторую - вне, в более дпинноволновой части спектра находят обратные значения Т ; и образуют отношение R первых разностей Т к .вторым, одинаково увеличивают сигналы, измеренные вне приближения Вина и вновь определяют разности обратных значений с учетом но- „-I .Д1 и,их отношение R, вых значений Tj повторяют эти операции до тех пор, пока Ri не станет равным единице, и по соответствующему алгоритму определяют действительную температуру и излучательную способность. S (Л 4; 4;