Способ бесконтактного измерения температуры Советский патент 1980 года по МПК G01J5/50 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для бесконтактного измерения темпера туры. Известны способы бесконтактного измерения температуры, основанные на определении интенсивности хроматичес кого излучения с помощью оптических пирометров. По выходному сигналу пирометра, измеряющего монохроматическое излучение, определяют яркостную температуру. Для определения действительной температуры исследуемого объекта по яркостной необходимо з.чат монохроматический коэффициент черноты излучения объекта 1 . Однако методы определения д име ет большую погрешность, а часто вообще неизвестны, и это является причиной большой .югрешности измерения действительной температуры. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ бесконтактного измерения те.мпературы, включающий ;;змерение интенсивности полного теплового излучения с помощью радиационного пирометра. По выходному сигналу радиационного пирометра, измеряющего интенсивность полного теплового излучения, определяют радиационную температуру. Данный способ прост в своей приборной реализации. Радиационные пирометры стабильны и надежны и поэтому получили большее распространение в практике измерения и регулирования температуры 23. Недостатком способа измерения температуры, основанного на измерении полного теплового излучения, является большая погрешность, возникающая при переходе от радиационных температур к действительным температурам исследуемого объекта. Действительная температура исследуемого о-бъекта определяется согласно формуле М(т:-Т, ), где - выходной сигнал пирометра, пропорциональный полному тепловому излучению; TO - температура объекта; температура корпуса пирометра;М - коэффициент, зависящий от параметров пирометра и геометрии объекта;

- полный коэффициент черноты

излучения исследуемого объекта.

Для перехода от радиационных температур к действительным температурам необходимо знать полный коэффициент черноты излучения исследуемого объекта 1 /.

Методы определения имеют большую погрешность, может изменяться со временем, с тепературой и это является причиной погрешностей измерения действительной температуры.

Цель изобретения - повышение точности измерения действительной температуры.

Поставленная цель достигается тем что измеряют интенсивность полного теплового излучения при двух значениях температуры корпуса пирометра.

Таким образом, при данном способе измерения температуры сначала производят определение интенсивности полного излучения при одном значении температуры корпуса радиационного пирометра, затем пирометр нагревают .до другого значения температуры и производят второе определение полного излучения. При определениях интенсивности излучения измеряют одновременно также значения температур корпуса пирометра. Значение действительной температуры исследуемого объекта на-, ходят по формуле, как решение систекы двух уравнений с двумя неизвестными | ч То1.

При нахождении действительной температуры коэффициент черноты излучения исключается при решении уравнений и не влияет на точ:ность измерения температуры исследуемого объекта, что значительно повышает точность измерения. Значения температур, при которых необходимо производить определение интенсивности полного излучения для получения наилучшей точности измерения действительной температуры от каждого конкретного случая измерения (от

температуры исследуемого объекта, допустимых температур корпуса пирометра, точности измерения температуры корпуса и т.д.}.

В практике измерения более удобно находить измеряемую температуру не по формуле непосредственно, а по отношению выходных сигналов радиационного пирометра при двух заданных значениях температуры корпуса пирометра. Так как отношение сигналов не зависит от коэффициента черноты излучения (согласно формуле), то по отношению сигналов можно найти действительную температуру.

Таким образом, использование предлагаемого способа бесконтактного измерения температуры, основанного на измерении полного излучения при двух значениях температуры корпуса пирометра. Обеспечивает по сравнению с Существующим способом значительное повышение точности измерения, так как исключаются ошибки, возникающие при неопределенности коэффициента черноты излучения, вызван-ной неточностью его измерения., изменением его во времени и с температурой.

Формула изобретения

Способ бесконтактного измерения температуры, включающий измерение интенсивности полного теплового излучения с помощью радиационного пирометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изм1рения температуры, определяют интенсивность теплового излучения при двух значениях температур корпуса пирометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Горлов А. Н. Основы пирометрии, М.,Металлургия, 1971, с. 317.

2.Гаррисон Т. Р. Радиационная пирометрия. М., Мир, 1964, с. 79.