I bob. Optik pirometriya haqida umumiy tushuncha

II.BOB. OPTIK PIROMETRLAR .
2.1 Radiatsion pirometrlar va radiatsion temperatura.
Pirometr (yun. rug — olov va ...metr) — spektrning optik sohasida shaffofmas jismlarning nurlanishiga qarab ularning temperaturasini oʻlchash uchun ishlatiladigan asbob. P. yordamida temperaturasi oʻlchanadigan jism issikdik muvozanatida turishi va yorugʻlik yutish koeffitsiyenti 1 ga yaqin boʻlishi ke-rak. P. yordamida yuqori temperaturalar oʻlchanadi. Ish prinsipiga qarab, ravshan, rangli va radiatsion P. mavjud. Ravshan P. kengtarqalgan, ular 103—104°K sohasidagi temperaturalarni aniq oʻlchaydi.
Spektrning optik sohasida ^"const li jismlar temperaturasini oʻlchashda rangli P.dan foydalaniladi. Bunda spektrning koʻk va qizil sohalaridagi ravshanliklar nisbati bl(Xl T)/2(X2T) aniqlanadi. Asbob shkalasi °S larga boʻlingan, u jismning rang temperaturasi (Ts)ni koʻrsatadi. Rangli P. ravshan P.dan murakkabroq, lekin sezgirligi va oʻlchash anikligi undan past. Rangli P. ham 103—104 °K sohasidagi temperaturalarni oʻlchaydi.
Jismning toʻliq nurlanishini ifodalovchi radiatsion P. sezgir, lekin oʻlchash aniqligi pastroq. Ularning ishi Stefan—Bolsman nurlanish qonuni va Kirxgof nurlanish qonunita asoslangan. Radiatsion P. kuzatilayotgan nurlanishni kabul kilgich (termoustun yoki bolometr) da fokuslaydi. Bunda signal mutlaq qora jismning nurlanishi boʻyicha taqsimlangan va radiatsion temperatura (T^ni koʻrsatadigan asbobda qayd qilinadi. Jismning haqiqiy temperaturasi kuyidagi formula bilan ifodalanadi: T=at1/4T|, bunda at — jismning toʻla yorugʻlik yutish koeffitsiyenti. Radiatsion P. 200° temperaturadan boshlab oʻlchaydi. Sanoatda P. turli texnologik jarayonlarni temperatura boʻyicha nazorat qilish va boshqarish tizimida keng qoʻllanadi.
Temperaturaviy nurlanish qonunlariga asoslanib, cho’g’lanma jismlar temperaturasini aniqlash mumkin. Agar nurlanuvchi jism qora(yoki unga yetarlicha yaqun) b’lsa, u holda uning temperaturasini aniqlash uchun mutloq qora jism nurlanishining qonunlaridan foydalanish mumkin. Aslida qattiq qizdirilgan (20000C dan yuqori) jismlarning temperaturasini termoelement,bolometr va hokazolar yordamida o’lchash uncha ishonchli emas. Shunday qilib, bu va bundan yuqori temperaturalar sohasida temperaturani o’lchashning qora jism nurlanishining qonunlariga emas, balki energiyaning spektr bo’yicha nisbiy taqsimlanishini o’rganish yo’li bilan ham tekshirilgan, bu esa nurlanuvchi jism temperaturasini ekspremental ma’lumot va nazariy formulalarni taqqoslash yo’li bilan topish imkonini beradi.
Radiatsion pirometrlar va radiatsion temperatura. Bolsman va Vin qonunlarining doimiylari (mos ravishda a va b) ishonchli aniqlangan deb hisoblab va ular foydalanib, ular bevosita o’lchangan temperaturalardan yuqoriroq temperaturalarni ham o’lchash mumkin. Bolsman qonunidan foydalanganda ta’sir ko’rsatayotgan nurlanishning fazoviy burchagi kattaligini, nurlanishning asbobda qaytish va yutish sarfini va hokazolarni hisobga olgan olgan holda qabul etuvchi asbobga yuborilayotgan umumiy nurlanishni juda ehtiyot bo’lib o’lchash kerak.
Rang temperaturasi va nurlanuvchi jism spektrida energiya taqsimoti. Agar qora jism spektrida energiya taqsimoti topgan bo’lsa, u holda E_λΤ energiya egri chizig’ida maksimum vaziyatini va temperaturani Vining siljish qonuni asosida
Λ_maxT =b
Munosabatdan aniqlash mumkin.
Masalan, Quyosh nurining Yer atmosferasida yutilish tufayli kiritilgan tuzilmalar hisobga olingan Quyosh uchun Λ_max = 470 nm ekanligi topilgan; agar Quyoshni qora jism deb hisoblansa,bu qiymat 6150 K temperaturaga mos keladi. Topilgan kattaliklar o’rtacha kattalikdir, chunki Quyosh diskining markaziga tegishli Λ_max Quyoshning chetlariga nisbatan bir muncha kichik bo’ladi.
Agar nurlanuvchi jism qora bo’lmasa, u holda Vin qonunini qo’llash ma’nosizdir. Biroq ba’zan bunday jismlarjismlar spektrida energiyaning taqsimotini amarda T_c temperaturali qandaydir qora jism energiyasi taqsimoti bilan aynan o’xshash deb hisoblash mukin. Bu holda nurlanuvchi jismning rangi bilan bir xil bo’ladi. Shunda aniqlangan T_c temperatura jismning rang temperaturasi deyiladi.
Qora bo’lmagan jismning rang temperaturasiga qarab haqiqiy temperaturasini topish uchun uning turli to’lqin uzunliklari uchun monoxromatik nurlantirish qobiliyatini, ya’ni o’rganilayotgan jism va qora jismning tayinli λ to’lqin uzunlik va T temperaturadagi nurlantirish qobiliyatlari nisbatini bilish kerak. Odatda bu nisbat ikki to’lqin uzunlik : λ =660 nm va λ =470 nm uchun aniqlanadi va spektrning bu ikki sohasida topilgan nisbatlarni taqqoslashdan iborat sodda usulda foydalaniladi.