Пирометры (от греч. руr-огонь и metreo - измеряю), оптич. приборы для измерения температуры главным образом непрозрачных тел по их излучению в оптич. диапазоне спектра (длины волн l в видимой части 0,4-0,76, в невидимой > 0,76 мкм). Совокупность методов определения с помощью пирометров высоких температур наз. пирометрией (см. Термометрия).
Квазимонохроматические (оптические) пирометры Действие этих переносных приборов основано на сравнении яркости моно-хроматич. излучения двух тел-тела, температуру которого измеряют, и эталонного. В качестве последнего обычно используют нить лампы накаливания с регулируемой яркостью излучения. Наиб. распространенный прибор данной группы-пирометры с "исчезающей" нитью (рис. 1). Внутри телескопич. трубки в фокусе линзы объектива находится питаемая от аккумулятора через реостат пирометрич. лампа с подковообразной нитью. Для получения монохроматич. света окуляр снабжен красным светофильтром, пропускающим лучи только определенной длины волны (l 65-66 мкм). В объектив помещен серый поглощающий светофильтр, служащий для расширения пределов измерений.
При подготовке оптич. системы к измерению трубку наводят на раскаленное тело и передвигают объектив до получения четкого изображения тела и нити лампы. Включив источник тока, реостатом регулируют яркость нити до тех пор, пока ее средняя часть не сольется с освещенным телом. В момент выравнивания яркостей тела и нити, когда последняя становится неразличимой, прибор показывает т. наз. яркостную температуру тела (равна температуре абсолютно черного тела того же углового размера, что и излучающее тело, и дающего такой же поток излучения на данной длине волны). Эту температуру (Tя) отсчитывают по одной из шкал отградуированного в градусах милливольтметра: верхней-без серого светофильтра (для температур 800-14000C) и нижней со светофильтром (для температур св. 13000C). Погрешность до 1% от диапазона измерений. По известной Тя истинную температуру тела определяют на основе законов теплового излучения (см. Теплообмен).
Фотоэлектрические пирометры В приборах разл. типов чувствит. элементами служат фотоэлементы с внеш. фотоэффектом, в которых фототок пропорционален энергии излучения волн определенного участка спектра. В пирометры этого типа (рис. 2) изображение раскаленного тела (т-ру которого измеряют) с помощью объектива и диафрагмы 2 создается в плоскости одного из отверстий диафрагмы 3, расположенной, наряду с красным светофильтром, перед фотоэлементом. Последний через др. отверстие этой диафрагмы освещается регулируемым источником света-электрич. лампой. Благодаря колебаниям заслонки вибрац. модулятора фотоэлемент поочередно с частотой 50 Гц освещается раскаленным телом и лампой. При неравенстве освещенностей от них в цепи фотоэлемента возникает фототок, усиливаемый электронным усилителем. Его выходной сигнал изменяет ток накала лампы до выравнивания указанных освещенностей. Сила тока, однозначно связанная с яркостной температурой тела, на сопротивлении Rвых преобразуется в напряжение, измеряемое автоматич. потенциометром, шкалы которого градуированы в градусах Тя. Фотоэлектрич. пирометры выпускают одношкальными для измерения температур от 600 до 20000C или двушкальными (введен ослабляющий светофильтр) для определения более высоких температур; в первом случае погрешность не превышает 1%, во втором -2,5% от диапазона измерений.
Пирометры спектрального отношения (цветовые пирометры). В пром. приборах находится отношение т. наз. спектральной энергетич. яркости (излучение определенной длины волны, или яркости) реального тела с двумя заранее выбранными значениями длины волны. Для каждой температуры T это отношение неодинаково, но вполне однозначно. Действие большей части конструкций основано на определении цвета нагретого тела по отношению яркостей для не очень близких одна к другой двух длин волн в видимой части спектра.
Измеряемое излучение через защитное стекло и объектив попадает на фотоэлемент (рис. 3). Между ним и объективом установлен вращаемый синхронным двигателем обтюратор. Последний выполнен в виде диска с двумя отверстиями, закрытыми красным и синим светофильтрами. T. обр., при вращении обтюратора на фотоэлемент попеременно попадают излучения разной интенсивности. Предварительно усиленный переменный ток, напряжение которого пропорционально соответствующим интенсивностям излучения, преобразуется электронным логарифмич. устройством в постоянный ток силой, зависящей от 1/Т. Сила выходного тока устройства определяется показывающим или регистрирующим милливольтметром. Пределы измерений 1400-25000C; погрешность не превышает 1% от верх. предела.
Пирометры полного излучения (радиационные пирометры) служат для измерения температуры по мощности излучения нагретого тела (рис. 4). Испускаемые им лучи с помощью оптич. системы (рефракторной - преломляющей с линзой и диафрагмой или рефлекторной - отражающей с зеркалом) фокусируются на к.-л. преобразователе - обычно миниатюрной термоэлектрич. батарее. Для наводки на нагретое тело используют окуляр с красным либо дымчатым светофильтром. Возбуждаемая в батарее термоэдс фиксируется потенциометром, шкала которого градуирована в градусах по температуре излучения абсолютно черного тела. По измеренной радиац. температуре (900-2000 0C) истинную температуру раскаленного тела находят из спец. таблицы. Точное определение кол-ва поступающей в пирометры лучистой энергии крайне затруднительно, т.к. между приемником излучения и окружающей средой происходит теплообмен. Несмотря на это, пирометры полного излучения широко распространены в производств. практике; они м. б. установлены стационарно, позволяют применять дистанц. передачу показаний, автоматически записывать и регулировать температуру.
По сравнению с др. устройствами для измерения температуры пирометры позволяют определять ее бесконтактно при теоретически неограниченном верх. пределе измерения; определять высокие температуры в газовых потоках при высоких скоростях и т.д. В промышленности пирометры широко применяют в системах контроля и управления температурными режимами разнообразных технол. процессов.
1% от верх. предела.
