2. Жылулық шығынөлшеуіштер.Сұлбасы және жұмыс істеу принципы.

          В.1 Сурет –  Жылулық шығынөлшегіштің сұлбасы

 

 Жылулық шығынөлшегіштер сұлбасы В қосымшасында В.1 суретте көрсетілген және ОСӨЖ сабақтарында қарастырылады.

 

25 – билет.

1. Жарықтық температура. Жарықтық температураны өлшеу құрылғылары.

Нақты дененің жарықтық температурасы деп абсолютті қара дененің спектралді жарықтығы В^*_(λ,Тж) нағыз Т температурада нақты дененің спектральді жарықтығына В_(λ,Т) тең келетін абсолютті қара дененің температурасын айтады.                                           .                                        (7.5)

Мұнда көрініп тұрғандай жарықтық температура әрқашанда нағыз температурадан кем  болады, өйткені ε_λ < 1.

Спектрдің көрінетін бөлігіндегі жарықтық температураны өлшеуге арналған аспаптарды оптикалық және фотоэлектрлік пирометрлер деп атайды.

Оптикалық пирометр

Жұмыс істеу принципі градуирленген сәулелену көзінің спектрлік жарықтығын нақты дененің спектрлік жарықтығымен салыстыруға негізділген. Спектрлік жарықтықтардың сәйкестігін анықтайтын сезгіш элементтің рөлін адамның көзі атқарады.

 

 

 

 

 

 

 

8.1 Сурет – Көрінбей кететін жібі бар оптикалық пирометрдің сұлбасы

 

Суреттегі белгілеулер: 1 – аспап объективі; 2 – жұтқыш жарық фильтрі; 3 – кіріс диафрагма; 4 – оптикалық лампа; 5 – шығыс диафрагма;     6 – қызғылт жарық фильтрі; 7 – окуляр; ӨО – өлшеу объектісі.

Объект температурасын өлшеу үшін 1-ді ӨО-не  бағыттағанда 4 оптикалық лампаның жібі 7 окулярда көрінуі тиіс. ӨО және 4 лампа жібінін  спектрлік жарықтықтарын салыстыру 0,65 мкм толқын ұзындығына жүреді, ол үшін окуляр алдында 6 қызғылт жарық фильтрі орнатылған. 3 және 5 диафрагма пирометрдің кіріс және шығыс бұрыштарын шектейді, олардың тиімді мәнінің арқасында ӨО мен объектив ара қашықтығының өзгеруі аспап көрсетуіне әсері болмайды.

         R_Б  реостат көмегімен жіп жарықтығы өлшеу объектісінің көрінетін жарықтығына (Т_ж^О = Т_ж^ж ) тең болғанша батареядан лампа жібіне баратынын тоқ күшін өзгертеді. Берілген теңдік орындалғанда  жіп объект фонында көрінбей кетеді (8.1 сурет). жетістігі жоғалып фондағы сурет объективті өлшеуде қарастырылады. Осы моментте лампа жібінің Т_ж^ж  жарықтық температурасы бойынша градуирленген миллиамперметр  көмегімен объекттің  Т_ж^О жарықтық температурасын өлшейді. Содан кейін Т_ж^О және ε_λ бойынша объекттің нақты Т  температурасын анықтайды (7.5 формула).

Оптикалық лампадағы жіп вольфрамнан жасалған, сондықтан 1400 ^оС-тан жоғары температурада аса қызбас үшін лампа алдына әлсіретуші немесе 2 жұтқыш жарық фильтрін орнатады. Жарық фильтрінің арқасында ӨО-нің көрінетін жарықтығы азаяды, бұл жіпті аса қыздырмауға және пириометрдің тұрақтылығын сақтауға мүмкіндік береді.

Оптикалық пириометрде екі шкала пайдаланылады, біреуі жұтқыш жарық фильтрін қолданбағанда (800—1200 ^оС), екіншісі жұтқыш жарық фильтрін қолданғанда (1200—2000 ^оС) қарастырылады.

Оптикалық пириометрлердің өлшеу диапазоны 800-1200^оС, дәлдік класы 1,5-4,0.

Фотоэлектрлік пирометр

ФП жұмыс істеу принципі бойынша екі типке бөлінеді:

1.     Аспап қабылдайтын сәулелік энергия сезгіш элементке түскенде оның  көрсеткіштерін өзгертеді (фототок, кедергі);

2.     Сәулелік энергияны өлшеу компенсациялық әдіспен жүреді, мұда сезгіш элемент нуль-индикатор ретінде жұмыс істейді.

Е кінші типтегі ФП әдісі қиынырақ, бірақ дәлдігі жоғары, өйткені оның көрсетуі сезгіш элемент сипаттамасына және электрондық сұлбаға тәуелсіз.

 Сұлбадағы белггілер:

1 – реттелетін жарық көзі; 2 – объектив; 3, 5 – диафрагма;4– вибрациялық бөгет; 6– қызғылт жарық фильтрі; 7 – фотоэлемент;8–электрондық күшейткіш;

9 – күштік блок;10 – резистор.

8.2 Сурет – Компенсациялық әдіспен жұмыс істейтін ФП сұлбасы

ОИ -өлшеу объектісінің және  1-нің жарық ағыны 7 фотоэлементке кезектесіп түседі. Әрбір жарық ағыны фотоэлементтке түсіп, фаза бойынша қарама-қарсы синусоидалды тоқты тудырады. ОИ -өлшеу объектісінің және  1-нің спектрлік жарықтықтары бірдей болғанда фотоэлементте тұрақты ток туындайды.

Егер спектрлік жарықтықтар өзара тең болмаса (мысалы температураны өлшегенде), онда фотоэлементте фототоктың айнымалы құрамы пайда болады, ол 8 күшейткішпен  күшейтіледі және 9 күштік блоктың фазасезгіш каскадына  түседі. Нәтижесінде фотоэлементте ОИ және 1-нің жарық ағыны теңескенге дейін 1 лампа тоғы өзгереді.

Спектрлік жарықтыққа тәуелді лампаның тогы объекттің жарықтық температурасының мөлшері ретінде қолданылады. Сондықтан автоматты потенциометрмен 10 резистордағы кернеудің құлауын өлшейді, ал потенциометр шкаласын жарықтық температурасы бойынша градуирлейді.

ФП басты қателігі  ±1% (800—2000 ^оС) және ±1,5%(>2000^оС).