3.7.2. Пирометры
Тепловое излучение нагретых тел характеризуется распространением электромагнитных волн, которые могут восприниматься другими телами. Термометры, воспринимающие тепловую энергию, доставляемую электромагнитными волнами, называются пирометрами.
Наибольшее распространение получили пирометры, основанные на трех методах измерений:
- радиационном - измерение плотности интегрального излучения;
- яркостном - измерение спектральной интенсивности излучения определенной длины волны;
- цветовом - измерение отношения спектральной интенсивности двух волн.
Преимуществом измерения температуры по тепловому излучению является то, что можно измерять температуру бесконтактным методом, не искажая температурного поля объекта измерения; не ограничен верхний предел измерения, приборы обладают большой чувствительностью. Серийно выпускаемые пирометры применяются для измерения температур от 20 до 6000 ºС.
К недостаткам можно отнести то, что температура, показываемая пирометром (яркостная, цветовая, радиационная), отличается от действительной. Расхождение между температурой, показываемой пирометром, и действительной температурой тела (среды) может составлять десятки и сотни градусов. На показания пирометров влияет среда, находящаяся между пирометром и объектом, температура которого измеряется. Ослабление теплового излучения промежуточной средой, находящейся между объектом измерения и пирометром, влияет на результаты измерения всех пирометров.
Наиболее широко в промышленности применяются радиационные пирометры. В них (рис. 3.24)
лучи от нагретого тела поступают на линзу 1, которая направляет их через диафрагму 2 на приемник излучения 3. Приемник излучения состоит из большого числа термопар, горячие спаи которых выполнены в виде секторных тонких пластинок. Сигнал с термопар, соединенных последовательно, подается на указатель Ук, в качестве которого может быть гальванометр или автоматический потенциометр. Через окуляр 4 с фильтром 5 производится наведение прибора на объект измерения.
В настоящее время выпускаются агрегатный комплекс стационарных пирометрических преобразователей и пирометров излучения АПИР-С, пирометрические преобразователи полного излучения ( ППТ-121, ГШТ-121-01 и др.) на диапазон измерения от 30 до 2500 ºС, преобразователи частичного излучения ( ПЧД-Ш-01, ПЧД-Ш-07 ) с диапазоном измерения 450-2500 ºС.
3.8. Приборы и методы измерения давления
3.8.1. Электромеханические дистанционные манометры
В электромеханических дистанционных манометрах (рис. 3.25)
сигнал деформации упругого элемента (мембраны) используется для перемещения движка потенциометра. Потенциометр образует два плеча R1, и R2 моста, а два других плеча составлены из резисторов R3 и R4 . В качестве указателя в манометре применяется логометр с неподвижными рамками (катушками) и подвижными магнитами. Применение логометра обеспечивает независимость показаний прибора от колебаний питающего напряжения.
Комплект прибора включает преобразователь, указатель и соединительные провода. В качестве первичных преобразователей (чувствительных элементов) применяют манометрические коробки (при измерении давления до 0,3 МПа), гофрированные мембраны (до 10 МПа) и манометрические трубки (до 25 МПа).
Электромеханические манометры серии ЭМ предназначены для измерения давления жидкостей (например, топлива в двигателях) и выпускаются в вариантах ЭМ-10 и ЭМ-100.
Погрешности манометров серии ЭМ не превышают 3%. Преобразователь и указатель взаимозаменяемы; потребляемый прибором ток не превышает 0,1 А.
В целях устранения контактного трения щетки о потенциометр можно применять бесконтактные преобразователи - индуктивный или емкостный преобразователи. В манометре с индуктивным дифференциальным преобразователем (рис. 3.26)
якорь связан с жестким центром мембраны. Снимаемые с индуктивного преобразователя 1 сигналы переменного тока, промодулированные по амплитуде сигналом деформации, выпрямляются диодами Д1, Д2, и на логометр 2 указателя, поступают детектированные сигналы, пропорциональные измеряемому давлению