Измерение температуры нагретых тел пирометрами излучения

О температуре нагретого тела можно судить на основании измерения параметров его теплового излучения, представляющего собой электромагнитные волны различной длины. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.

Для измерения высоких температур (до 2500°С и более), где не могут быть применены другие приборы, используют пирометры излучения.

Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами.

Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 ⁰С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Поэтому данные методы получили название бесконтактных.

Пирометры, бесконтактные измерители температуры, являются незаменимыми элементами цепей контроля и управления в целом ряде отраслей промышленности – металлургической, машиностроительной, электронной, химической, медико-биологической и т.д. Им нет альтернативы при измерении температуры движущихся (например металл на прокатном стане), труднодоступных или находящихся в опасных зонах (подстанции высокого напряжения) объектов.

При высокой температуре любое нагретое тело значитель­ную долю тепловой энергии излучает в виде потока световых и тепловых лучей. Чем выше температура нагретого тела, тем излучает больше интенсивность излучения. Тело, нагретое приблизи­тельно до 600°С, невидимые инфракрасные тепловые лучи. Дальнейшее увеличение температуры приводит к появле­нию в спектре излучения видимых световых лучей. По мере повышения температуры цвет меняется: красный цвет перехо­дит в желтый и белый, представляющий собой смесь излуче­ний разной длины волны.

Способность к излучению различна у разных поверхностей. Наибольшей лучеиспускательной и лучепоглощающей способ­ностью обладает так называемое абсолютно черное тело.

Энергия излучения неравномерно распределяется между колебаниями с разной длиной волны. Чем выше температура, тем большая доля энергии приходится на излучение с меньшей длиной волны. Например, в солнечном свете значительную долю составляет ультрафиолетовое излучение с малой длиной волны. Яркость излучения однозначно зависит от температуры, следо­вательно, измеряя яркость, можно определить температуру.

Существующие приборы для измерения температуры по интенсивности излучения градуируют по излучению искусствен­ного абсолютно черного тела. Поэтому при практических измерениях они заведомо имеют некоторую погрешность.

По принципу действия пирометры излучения разделяют на оптические и радиационные.

Оптический пирометр служит измерителем одноцветного (монохроматического) излучения, а радиационный пирометр - измерителем полного излучения.