Пирометр с исчезающей нитью
Пирометр с исчезающей нитью накала — это оптический пирометр , в котором температура раскаленного объекта измеряется путем сравнения ее со светом нагретой нити накала . [1] [2] [ 3] Изобретенный независимо в 1901 году Людвигом Холборном и Фердинандом Курльбаумом в Германии и Эвереттом Флотом Морзе в Соединенных Штатах, [1] это было первое устройство, которое могло измерять температуру выше 1000 °C. [3] Пирометры с исчезающей нитью использовались для измерения температуры между 600 °C и 3000 °C. [1] Как и другие оптические пирометры, они используются для измерения температуры объектов, слишком горячих для контактных термометров, таких как расплавленные металлы. Широко используемые в сталелитейной и керамической промышленности , а также для исследований, они были почти полностью вытеснены электронными спектральными пирометрами. [3]
Простейшая конструкция имеет оптику, похожую на телескоп Кеплера . Тонкая проволока ( нить накала ), помещенная в фокальную плоскость объектива, нагревается электрическим током. [1] [2] [3] При наблюдении через окуляр проволока выглядит силуэтом перед горячим светящимся исследуемым объектом. Пользователь сравнивает яркость светящейся нити накала с объектом позади и регулирует ток через нить накала до тех пор, пока она не «исчезнет» перед светящимся объектом. [1] [3] В этот момент нить накала и объект имеют одинаковую температуру. Затем пользователь считывает температуру с шкалы управления током нити накала, которая калибруется по кривой зависимости тока нити от температуры. [3] или в некоторых приборах с таблицы зависимости тока от температуры.
Нить накала как бы «исчезает» на фоне объекта, поскольку два объекта при одинаковой температуре имеют одинаковый спектр черного тела . [2]
В других конструкциях ток через нить накала поддерживается постоянным, а излучение, пропускаемое от целевого объекта, изменяется с помощью калиброванных ослабляющих клиньев на оптическом пути [3] или используется призма для размещения изображений целевого объекта и калиброванной светящейся поверхности рядом друг с другом, например, в виде диска внутри кольца.
Многие пирометры с исчезающей нитью используют красный фильтр. [2] [3] Сочетание фильтра и реакции человеческого глаза пропускает только узкую полосу красных длин волн, поэтому сравнение яркости выполняется только по узкой полосе длин волн. [2] Это уменьшает ошибки, связанные с тем, что мишень и нить не имеют идентичных спектров излучения. [2] [3] Для очень горячих объектов можно использовать дополнительные фильтры, чтобы защитить глаза от чрезмерного света. Разрешение прибора в некоторой степени зависит от оператора, но при наличии опытного оператора можно достичь разрешения 10 °C для температур до 2000 °C. [3]
Пирометры с исчезающей нитью можно использовать только в том случае, если исследуемый объект излучает видимый свет, подобный горячему черному телу ; [3] это означает, что его температура должна быть достаточно высокой (около 600 °C и выше), а объект не должен быть полностью прозрачным или сильно отражающим. Для хорошей точности объект должен казаться темно-серым или черным в холодном состоянии. [2]
Смотрите также
Ссылки
- ^ abcde Бад, Роберт; Уорнер, Дебора Джин (1998). Инструменты науки: Историческая энциклопедия. Тейлор и Фрэнсис. п. 499. ИСБН 0815315619.
- ^ abcdefg Шпейер, Роберт (1993). Термический анализ материалов. CRC Press. С. 211– 216. ISBN 0824789636.
- ^ abcdefghijk Бентли, Робин Э., ред. (1998). Справочник по измерению температуры, том 1: Измерение температуры и влажности. Springer Science and Business Media. стр. 75. ISBN 9814021091.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
