Способ измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 888673(3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мч 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики АН БССР (72) Я.М.Геда и В.Н,Снопко (53) 535.233(088.8)(56) Гордов А.Н. Основы пирометрии, М., "Металлургия", 1971, с. 264,Авторское свидетельство СССР В 368500, кл. С 01 3 5/60, 1973.Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучения, М "Нау-ка", 1968, с. 121(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, включающий измерение сигналов, пропорциональных спектральной плотности энергетической яркости излучения объекта при двух эффективных длинах волн, и образование отношения сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измеренные сигналы, пропорциональные спектральной плотности энергетической яркости излучения объекта, до образования отношения нелинейно преобразовывают, причем коэффициент нелинейного преобразования одного сигнала задают через эффективную длину волны, соответствующую другому Ф сигналу.эквивалентная длина волнь; излучения;коэффициент, задающий степень нелинейности преобразования изме 35 40 50 55 Измеряемаяна истинной,Изобретение относится к областипирометрии и может использоватьсядля измерения температуры нагретыхтел, у которых излучательная способность изменяется с длиной волны поэкспоненциально-степенному закону,напримерметаллов, карбидов, нитридов,Известен способ измерения яркостной температуры объектов, основанныйна измерении монохроматического потока излучения отобъекта, заключающийся в том, что за яркостную температуру объекта Т принимается температура черного тела, имеющего при выбранном значении длины волны ту жевеличину спектральной яркости, что иданный объект. Недостатком данногоспособа определения температуры является то, что полученная в результатеизмерения яркостная температура Травна истинной температуре объекта Ттолько тогда, когда значение излучательной способности на длине волныизмерения равно 1 (Ел=1),Известен способ измерения взаимно-корреляционной температуры,основанный на измерении потоков излучения в двух областях спектра, заключающийся в том, что из сигналов,соответствующих потокам излучения,выделенным в двух спектральных интервалах, и несущих информацию о температуре, образуют результирующийсигнал в виде их произведения. Недостатком данного способа является то,что измеряемая взаимно-корреляционная температура не равна истиннойтемпературе ни при каких значенияхизлучательной способности реальныхобъектов.Наиболее близким по техническойсущности к настоящему способу является способ измерения температуры,включающий измерение сигналов, пропорциональных спектральной плотнос -ти энергетической яркости излученияобъекта при двух эффективных длинахволн, и образование отношения сигналов, По отношению сигналов, являющемуся результирующим сигналом, судят,о температуре. С помощью этого способа может быть измерена истинная температура объектов, для которых излучательная способность не зависйт отдлины волны.,Недостатком способа является то, что для реальных объектовтемпература, определяемая по данномуспособу, может сильно отличаться от 8673 2истинной, так как у большинства излучающих тел излучательная способность изменяется с длиной волны,Цель изобретения - повышение точности измерения.Цель достигается тем, что в известном способе, включающем измерениесигналов, пропорциональных спектральной плотности энергетической яркости10 излучения объекта при двух эффективных длинах волн, и образование отношения сигналов, измеренные сигналы,пропорциональные спектральной плотности энергетической яркости излуче 5 ния объекта, до образования отношения нелинейно преобразовывают, причем коэффициент нелинейного преобразования одного сигнала задают черезэффективную длину волны, соответст 20 .вующую другому сигналу,Так, если В и В 2 - спектральныеплотности энергетической яркости созначениями эффективных длин волн %и Я, то в настоящем способе отноше 25 ние сигналов Ур будет иметь вид:ФО =союз Ь(Ь, =сом 1 С,Г ренных сигналов и зависящей от свойствизлучающегообъекта;С, - первая постоянная Планка;С - вторая постоянная Планка;- излучательнаяспособностьобъекта на эффективных длинах волн Яд соответственно;Т - температура. температура будет равесли зависимость иэлуча888673 4функции) и цветовую температуру, измеренные для наиболее часто испольи зуемых винфракрасной пирометрииобластей спектра со значениями длин5 волн 1, =1,1 мкм и Я =1,7 мкм,Вольфрам. Истинная температура объекта 2000 К. Измеренная известнаяцветовая температура составила Т2300 К, экспоненциально-сгепеннаятемпература Т =2060 К, Точность Редактор Л.Письман Техред Л.Олейник, КорректоР С.Черни Заказ 5257/2 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 475Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.ПРоектная, 4 тельной способности от длины волны для пирометрируемого объекта выражается экспонентой от степенной функци (Я=ехр(ай"), где а - произвольный множитель).Не имея априорных данных об излучательной способности, нельзя заранее задать то значение коэффициента Ы, которое позволяет измерять истинную температуру объектов предла гаемым способом. Однако, например, анализ свойств 26 материалов принадлежащих к классу металлов, нитридов, карбидов, проведенный по 121 сочета,нию данных по излучательной способности из справочника для видимой и инфракрасной областей спектра показывает, что истинную температуру объектов, относящихся к указанному классу материалов, можно измерить пред лагаемым способом, положив Ы =0,4.При этом погрешность измерений температуры данным способом меньше, чем известным цветовым.П р и м е р. В качестве примера 25 сравним экспоненциально-степенную температуру при величине ю =0,4(определяемую настоящим способом температуру можно назвать экспоненциально-степенной, так как оиа измеряет 30 истинную температуру объектов, для которых излучательная способность выражается экспонентой от степенной измерения температуры настоящимспособом в 5 раэ выше,Карбид циркония. Истинная температура объекта 2100 К, Измеренная известная цветовая температура составила Т =2240 К, предлагаемая экспоненциально-степенная температура Т=2120 К. Точность измерения температуры в 2 Раза выше.Нитрид гафния. Истинная температура объекта 2000 К. Здесь измереннаяизвестная цветовая температура Тч ==2030 К, предлагаемая экспоненциально-степенная температура в 6 раэвыше,Таким образом, приведенные примеРы позволяют сделать вывод, что в томслучае, когда пирометрируемыми объектами являются металлы, нитриды,карбиды, точность определения температуры, измеренной по экспоненциально-степенному способу, в 2-6 раз выше, чем по цветовому способу.