Фотоэлектрический пирометр

Фотоэлектрические пирометры (ФП) являются автоматическими. Чувствительными элементами, воспринимающими лучистую энергию, служат фотоэлементы, фотоумножители, фотосопротивления и фотодиоды.

По принципу действия ФП бывают двух типов:

а) лучистая энергия, воспринимаемая прибором, попадая на чувствительный элемент, изменяет его параметры (фототок, сопротивление);

б) измерение лучистой энергии осуществляется компенсационным методом, здесь чувствительный элемент работает в режиме нуль-индикатора, сравнивая интенсивности излучения от измеряемого тела и от стабильного источника излучения – миниатюрной лампочки накаливания.

ФП второго типа более сложны, но и более точны, т.к. их показания не зависят от характеристик чувствительного элемента и электронной схемы.

Схема ФП второго типа, работающего по компенсационному методу, представлена на рисунке 1.19.

Обозначения на схеме:

1 – регулируемый источник света;

2 – объектив;

3, 5 – диафрагма;

4 – вибрирующая заслонка;

6 – красный светофильтр;

7 – фотоэлемент;

8 – электронный усилитель;

9 – силовой блок;

10 – резистор.

Рисунок 1.19 - Схема фотоэлектрического пирометра

Световые потоки от ОИ и от 1 попадают на фотоэлемент 7 в противофазе. Это осуществляется тем, что перед отверстиями диафрагмы 5 установлена вибрирующая заслонка 4, поочередно перекрывающая эти отверстия. Каждый из световых потоков, попадая на фотоэлемент, создает противоположный по фазе синусоидальный ток. При одинаковых спектральных яркостях от ОИ и от источника 1, воздействующих в противофазе, на фотоэлементе генерируется постоянный ток. Если спектральные яркости не равны друг другу (например, при изменении температуры ОИ), то в цепи фотоэлемента появляется переменная составляющая фототока, которая усиливается усилителем 8 и поступает на фазочувствительный каскад силового блока 9. В результате изменяется ток накала лампы 1 до тех пор, пока на фотоэлементе не уравняются световые потоки от ОИ и от 1. Ток лампы, однозначно связанный с ее спектральной яркостью, может служить мерой яркостной температуры объекта. Потому, измеряя автоматическим потенциометром падение напряжения на резисторе 10, шкалу потенциометра градуируют в значениях яркостной температуры.

ФП имеют основную погрешность ±1% (800—2000^оС) и ±1, 5%(> 2000^оС).