Сносок измерения температуры Советский патент 1937 года по МПК G01J5/08 

Недостатки известных оптических пирометров частичного и суммарного излучения настолько значительны, что вообще ставится нод сомнение целесообразность применения этих приборов в некоторых случаях.

Так, например, Кейнат, Рибо и Кульбуш приводят примеры, когда погрешности в измерениях температур этими приборами часто превышают даже сотни градусов. Такие порою совершенно неприемлемые погрешности обусловливаются, главным образом, следующими факторами.

а)Неполнота излучения физиче ского тела, которое при одной и той же температуре с абсолютно черным телом излучает слабее последнего. Так как пирометр градуируется на „черную температуру, то требуется всегда поправка в зависимости от того или иного значения коэфициента лучеиспускания 6) (отношение интенсивности излучения физического тела 4 к интенсивности излучения абсолютно черного тела ЕХ Ри монохроматическом свете с длиной волны X).

б)Лучепоглощение в промежуточной среде, которое порою сильно

искажает измерения температуры сквозь дым или содержащие дым пламенные газы. Поправки на лучепоглошение в промежуточной среде при сушествуюших пирометрах более чем затруднительны, если не сказать, что порою невозможны.

в) Субъективность и ручной спо соб в пользовании оптическим пирометром исключают возможность их применения для целей автоматического регулирования.

Уже неоднократно предлагалось, с целью устранения некоторых недостатков оптических пирометров, производить измерение температуры с помощью двух фотоэлементов, включенных по потенциометрической схеме.

Предлагаемый способ измерения температуры также имеет в виду измерение последней посредством двух фотоэлементов, включенных по потенциометрической схеме, и заключает в себе ту особенность, что находящуюся при температуре исследуемого объекта металлическую пластинку Р освещают от источника света и оба фотоэлемента располагают так, чтобы испускаемые металлической пластинкой лучи падали через светофильтры

иа оба фотоэлемента, а отраженные пластинкой лучи источника света падали только на один, фотоэлемент. Указанная особенность предлагаемого способа измерения температуры дает возможность по последовательно включенному в цепь гальванометру судить об интенсивности излучения абсолютно черного тела, помещенного в условиях металлической пластинки, и, следовательно, о температуре, а по включенному в диференциальную цепь гальванометру судить о коэфициенте лучеиспускания пластинки и коэфициенте поглощения промежуточной среды, т. е. дает возможность внести в расчеты поправка на свойства пластинки и промежуточной среды.

Приложенный чертеж поясняет предлагаемый способ измерения температуры.

Способ измерения температуры, согласно настоящему предложению, заключается в следующем: от источника света / определенной интенсивности /) направляют пучок лучей на пластинку Р, наложенную на тот участок печи, где требуется измерить температуру, и находящуюся при искомой температуре,т. е. при температуре этого участка печи. Пластинка Р может быть вольфрамовой, но может оказаться наиболее целесообразной пластинка и из другого материала, например, молибдена, платины или тому подобного металла, обладающего хорощей отражательной способностью, сохраняющейся и при высоких температурах. От пластинки Р направленный световой поток / отражается с коэфициентом отражения р (меняющимся от температуры), и этот отраженнь й световой поток интенсивности рх 4 принимают фотоэлементом ФЭ1, включенным вместе с фотоэлементом ФЭП, по потенциометрической схеме. Кроме отраженного светового пучка на фотоэлемент ФЭ1 направляют излучаемый пластинкой Р световой поток, интенсивность которого е EI, где е -коэфициент излучения, а Интенсивность излучения абсолютно черного тела при длине волны X. Излучаемый пластинкой Р

световой поток принимают также и фотоэлементом ФЭП.

Таким образом, фотоэлемент ФЭ1 подвергают действию излучения, интенсивность которого равна е Е -}-р&д Д, а фотоэлемент ФЭП-только действию излучения с интенсивностью e-f E-f. В результате включенный в диференциальную цепь потенциометра гальванометр G, регистрирующий разность фототоков, дает отклонение соответственно интенсивности ру I; излучения и при заранее известном значении /х источника света определяет значение коэфициента отражения.

При определенном значении коэфициента отражения р). одновременно определяется и поправка на неполноту излучения в виде коэфициента излучения e-f. В данном случае следует иметь в виду основное равенство для светового потока а -|-р/,Н -}-. , где:

(Z) - коэфициент поглощения Рд -„ofpaи eния

TX -„пропускания.

При , т. е. при непрозрачном теле, как пластинка Р, приведенное равенство упрощается в виде

-л + Рл 1При замене на основе закона Кирхгофа коэфициента поглощения а-/ коэфициентом лучеиспускания е-, получаем, что показания гальванометра Gg относятся не только к р-, но в равной степени и к 1 -р;.

Установленное по показанию гальванометра G значение е дает возможность ввести в отношении этого значения весьма существенную поправку к показаниям гальванометра Gg, включенного последовательно с

фотоэлементом ФЭП.

Таким образом, по показаниям гальванометра Gg можно судить об интенсивности Е; излучения абсолютно черного тела и тем самым соответственно формуле Планка об истинной температуре на участке нахождения вольфрамовой накладки.

Точно так же посредством отраженного света можно определить коэфициент пропускания т/, промежуточной среды, через которую проходит излучаемый световой поток на своем пути к фотоэлементам. При учете этого фактора показания гальванометра О следует считать равными р - 4, а не Рд /), как в предшествующем случае, в связи с тем, что световой поток /X дважды подвергается действию промежуточной среды. Для того, чтобы в данном уравнении иметь только одно неизвестное т/., не поддающееся никаким расчетам и имеющее различные значения в зависимости от состояния промежуточной среды, задаются определенным значением рх, устанавливая его предварительно для пластинки Р.

Описанный прибор можно использовать в качестве индикатора температур для автоматического регулирования температуры на определенном участке печи. Для этой цели, пользуясь градуированной на температуру шкалой вольтметра в цепи источника света, создают его интенсивность излучения /ь равную интенсивности излучения E-f для абсолютно черного тела при заданной температуре и принятой определенной длине волны X.

Действующий на фотоэлемент ФЭ1 суммарный поток интенсивности e-f Х-|-РХ /X преобразуется в Е- при достижении на данном участке печи заданной или регулируемой температуре. В этом случае через гальванометр GE пройдет ток заранее известной величины, соотвегственно которому настраивается автоматический регулятор в виде предложенного автором (см. „Точная Индустрия, N° 8, 1935 г.).

Предмет изобретения.

1.Способ измерения температуры с помощью двух фотоэлементов, включенных по потенциометрической схеме, отличающийся тем, что металлическую пластинку Р, находящуюся при температуре исследуемого объекта, освещают источником / света оба фотоэлемента располагают так, чтобы испускаемые пластинкой Р лучи падали через светофильтры на оба фотоэлемента ФЭ/и ФЭП, а отраженные пластинкой Р лучи источника падали только на фотоэлемент ФЭ1 с той целью, чтобы а) по гальванометру, включаемому последовательно с фотоэлементом ФЭП, можно было судить об интенсивности излучения абсолютно черного тела, помещенного в условия пластинки Р, и, тем самым, о температуре, б) по гальванометру, включенному в диференциальную цепь, можно было судить о коэфициенте лучеиспускания пластинкиРи коэфициенте лучепоглощения промежуточной среды с тем, чтобы можно было внести в расчеты поправки на свойства пластинки и промежуточной среды.

2.При способе по п. 1 использование гальванометра, включаемого последовательно с фотоэлементом ФЭ/, для управления исполнительными механизмами, регулирующими температуру.

к авторскому свидетельству М. М. Слиозберга

.N« 51643