Способ измерения температуры

(84) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к технике из-мерения температуры, а именно к оптической пирометрии, и может быть использовано для измерения температуры конденсированных (жидких и твердвх) неме 5 таллических веществ.Известны способы оптической пирометрии, основанные на измерении интенсивности теплового излучения или распредепения энергии в сплошном спектре теплового излучения вещества11,Теоретической основой известных способов являются законы теплового излучения.Способ суммарной радиации оптической пирометрии, основанный на измерении энергетической яркости, дает значение радиационной температуры, которую далее .приводят в соответствие с истинной температурой, Этот способ является наименее точным оптическим способом измерения температуры.Цветовой способ оптической пнрэметрии основан на измерении распределения интенсивности в спектре излучения тела. Этот способ дает так называемую цветовую температуру и довольно спожен при реализации.Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому способу измерения температур является способ измерения яркэстной температуры (спектрорадиэметрическпй), когда измеряется интенсивность излучения при одной длине волны (пли, что практически то же самое, яркостная температура) и по ней с испэпьзэванием значений изпучатепьнэй способности ипи результатов предварительной градуировки дпя конкретного вещества определяется температура 2.Однако с понижением температуры сильно падает чувствитепьность данного способа, так что надежные измерения в видимой области спектра возможны при температуре не ниже 800 Са в инфракрасной области спектра - не ниже 300 С.Спектрэрадиометрический способ измерения температуры также обладает значительной инерционностью. Теоретическибыстродействие этогэ способа ограничено характеристическим временем молекуз лярного движения, составляющим 10 10 сек.К недостаткам известногэ способа относится также его неизбирательность, так как для многокомпонентных систем возможно только измерение суммарной средней температуры и невсзможно измерение температуры каждой из компонент в отдельности.Белью изобретения является расширение температурного интервала измерений в сторону низких температур, достижение избирательности измерений в мнэгокэмпонентных системах, повышение быстродействия измерений.Это достигается тем, что измеряют интенсивность поглощения и/или рассеяния в том числе диффузное и комбинационное рассеяние по методу. нарушенного полного внутреннего отражения) в характеристических колебательных спектральных пэлосах конденсированного вещества,25 и по уравнению связи этой интенсивности с температурой судят о температуре вещества, Эти полосы в спектре обусловлены вынужденным поглощением света веществом в ИК-области спектра и обяЗО заны своим происхождением молекулярным колебаниям, зависящим от температуры.Изобретение основано на установленной закономерности, заключающейся в3 том что для подавляющего большинства неметаллов интенсивность поглощенияили рассеяния в .характеристических спектральных полосах, соответствующих внутримолекулярным колебаниям, линейно спадает с ростом температуры:Ч чо Кт т 1где У - интенсивность поглощения или0рассеяния при температуреЧ,45- интенсивность при произвольных значениях температуры Т;К - коэффициент прэпорциэнальнэссти.ЧОтсюда ТТ 1 или ЬТ"- -ьУХИзменение измеряемой величины с температурой основано на квантовых законах вынужденного поглощения и/или рассеяния света веществом, далеким эт термодинамически равновесного оэстэяния. 1-1 епэсредственная связь измеряемэй интенсивности с конкретным состоянием ве 1 цества (при фиксированнэй температуре) дается законом Бугера-хамберта-Бера,Предложенный способ имеет следующие преимущества:чувствительнэсть и точность метода принципиально не снижаются по мере понижения температуры, включая криогенную область низких температур;измеряемая величина свчзана с изменением колебательного состояния, имеющего характеристическое время 10"-1410 сек, а не с атомнэ-молекулярным поступательным движением с характеристическим временем 10 эсек, как-6 -9 в известном способе, т,е. возможнэ повышение быстродействия измерения температуры до 10- 10секизмеряемая величина связана с характеристическими колебаниями, индивидуальными для каждого из веществ, молекул, радикалов, комплексов и поэтому дает ин- формацию отдельно для каждого типа колебаний, а не интегральную величину; таким образом спэсоб позволяет осуществлчть избирательное измерение температуры длч отдельных веществ, молекул, радикалов, комплексов, входящих в состав мнэгэкэмпэнентных систем,уравнение связи измеряемой величины с температурой прэще такэвэгэ уравнения связи для известного способа .и в настоящее время носит пэлуэмпирический характ зрДля измерения температуры предлагаемым способом испэльзуют предварительную градуирэвку, а также стандартные образцы с известной интенсивнэстью поглэления и/или рассеяния света в определенных спектральных полосах.Выбор вещества для проведения измерений не представляет труда, так как для этой цели пригодны практически любые неметаллические материалы с .хорошо разрешенными колебательными спектральными и ол эс ами.Формула изобретенияСпособ измерения температуры, при котором измеряют интенсивность излучения при одной длине волны, э т л и ч а-. ю 1 ц и й с я тем, чтэ, с целью расширения температурного интервала измерений в стэрону низких температур, достижения избирательности измерений в мнэгэкэм5 687349 6 понентных системах и повышения быстро- Источники информации, принятые во действия измерений, измеряют интенсив- внимание прн экспертизе ность поглощения и/или рассеяния в характеристических колебательных спектраль. Рибо Г. Оптическая пирометрия. ных полосах конденсированного вещества,М-Л. Гос.технико-теоретическое иэд-во, и по уравнению связи этой интенсивности с температурой судят о температуре 2. Гордов А. Н. Основы пирометрии, вещества. М.; "Метаплургия,ф 1964.Составитель Л. ЛатыевРедактор Т. Клюкина Техред М, Келемеш Корректор М. ПожоЗаказ 5722/39 Тираж 766 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4