Устройство относительного пирометра

Предмет: Физика
Раздел: Термометрия (Пирометрия) — раздел, изучающий методы измерения температуры без непосредственного контакта с объектом, в частности, с помощью излучения.

Устройство относительного пирометра

На изображении представлена схема относительного пирометра — прибора, предназначенного для измерения температуры раскалённых тел по их тепловому излучению. В отличие от абсолютных пирометров, относительный пирометр требует сравнения яркости излучения измеряемого объекта с эталонным источником.

Основные элементы схемы (по номерам):

1. Объектив — собирает тепловое излучение от измеряемого объекта.
2. Фильтр — ограничивает спектр излучения, пропуская только определённые длины волн.
3. Полупрозрачное зеркало — разделяет лучи: часть идёт к наблюдателю, часть — к фотоэлементу.
4. Окуляр — позволяет наблюдателю видеть изображение объекта.
5. Нитевидный эталон (лампа) — создаёт эталонное излучение, сравниваемое с излучением объекта.
6. Фотоэлемент — преобразует световой поток в электрический сигнал.
7. Система сравнения — сравнивает сигналы от объекта и эталона.
8. Микровольтметр (МВ) — измеряет разность потенциалов, соответствующую разности яркости.
9. Источник питания — обеспечивает работу лампы и фотоэлемента.

Принцип работы:

1. Излучение от исследуемого тела попадает через объектив (1) и фильтр (2) на полупрозрачное зеркало (3).
2. Часть света идёт к наблюдателю через окуляр (4), где он видит изображение тела и нить лампы (5).
3. Наблюдатель регулирует ток через лампу, пока её изображение (нить) не сольётся по яркости с фоном (объектом).
4. При этом фотоэлемент (6) регистрирует свет и подаёт сигнал на измерительную схему (7), далее на микровольтметр (8).
5. Когда яркости совпадают, микровольтметр показывает минимум сигнала — это означает, что температура нити и объекта равны.
6. По току в лампе определяется её температура, а значит, и температура объекта.

Преимущества относительного пирометра:

• Высокая точность при правильной настройке.
• Не требуется знание абсолютной яркости объекта — достаточно сравнения с эталоном.
• Возможность наблюдения и настройки "на глаз".

Если нужно, могу также привести формулы, описывающие работу пирометра, например, закон Планка для интенсивности излучения или закон Стефана-Больцмана.