Нурланиш пирометрлари

Квазимонохроматик (оптик) пирометрлар
Оптик пирометрларнинг ишлаш принципи ҳарорати ўлчанаётган жисмнинг нурланиш равшанлигини эталон жисмларнинг монохроматик нурланиш равшанлиги билан солиштиришга асослаган. Эталон жисм сифатида, одатда, нурланиш равшанлиги ростланадиган чўғланиш лампасининг толасидан фойдаланилади. Бу гуруҳдаги кенг тарқалган асбоблардан бири — чўғланиш толаси йўқолиб кетадиган монохроматик оптик пирометрдир. Бу асбобнинг принципиал схемаси 2.24- расмда келтирилган. Қиздирилган жисмнинг нурланиш оқими объектив 1 орқали йиғилади ва пирометрик лампа 2 нинг тоза юзасига проекцияланади. Окуляр 3 ёрдамида объектнинг тасвири билан кесишган лампа толасининг тасвири кузатилади. Лампа толаси таъминлаш манбаи Е нинг ўзгармас токидан чўғланади. Манбанинг кучланиши реостат R ёрдамида секин-аста ростлаш йўли билан объект ва тола равшанликлари тенглашгунча ошириб борилади. Шу пайт объект тасвири билан кесишган толанинг қисми, расмда кўрсатилганидек, йўқолиб кетади. Равшанликлари тенглашгандан сўнг ток кучини ёки лампа кучланишини ўлчайдиган асбоб билан пирометр кўрсатишлари ҳисобланади.
Оптик пирометрларнинг ҳароратни ўлчаш оралиғи 800°С дан 10000°С гача. Йўл қўйиладиган асосий хатоликлар чегараси ±1,5% дан ошмайди.

2.24 – расм. Оптик пирометрнинг принципиал схемаси
Оптик пирометр кўчма асбобдир. У билан узлуксиз ўлчаш ва ҳароратни қайд қилиш мумкин эмас.
Бундай пирометрдан фарқли ўлароқ, фотоэлементли пирометрлар (фотоэлектр пирометрлар) кўрсатишларни ёзиб олиш ва уларни масофага узатиш имконига эга. Бу асбоблардан тез ўтадиган жараёнлардаги ҳароратни ўлчашда фойдаланилади.
Фотоэлектр пирометрларнинг ишлаш принципи фотоэлементнинг фототокни ўзгартириш хусусиятига асосланган. Фототок тушаётган ёруғлик оқими интенсивлигига боғлиқ бўлиб, унинг кучи қуйидаги тенглама орқали аниқланади:
I = a∙Tⁿ (2.84)
бу ерда, а — асбобнинг сезгирлигига боғлиқ бўлган асбоб доимийси; n—асбобнинг спектр характеристикасига боғлиқ бўлган асбоб доимийси; Т—физик жисмнинг ҳарорати.
Олинган ҳароратнинг нурланишини характерловчи фототок жуда кичик бўлиб, уни кучайтириш учун электрон кучайтиргичлар қўлланади.

ФЭП (2.25-расм) туридаги фотоэлектр пирометрларда нур оқими бўйича манфий тескари боғланишдан фойдаланилади. Мазкур боғланиш ёруғлиги электрон кучайтиргич чиқишида кучланиш функциясидан иборат бўлган қиздириш лампасининг фотоэлементни ёритиши билан амалга оширилади. Нурланаётган жисмдан чиқаётган нур оқими линза билан бир жойга йиғилади ва қизил ёруғлик фильтри 2 кассетасининг юқори тешиги орқали фотоэлемент. 3 га тушади.

Фотоэлементга кассетанинг пастки тешиги орқали ҳам чўғланиш лампаси 4 дан нур оқими тушади. Фотоэлементнинг галма-гал гоҳ нурланаётган жисмдан, гоҳ чўғланиш лампасидан ёритилиши ёруғлик фильтри кассетасининг олдига ўрнатилган ёруғлик модуляторининг 50 Гц частота билан тебранувчи тўсиғи 5 ёрдамида таъминланади.
Ёруғлик фильтри кассетасида тебранувчи тўсиқ ва тешиклар шакли шундай танланганки, фотоэлементга иккала нурланиш манбаининг синусоидал ўзгарувчи нур оқимлари тушади. Бунда иккала нур оқимларининг фазалари 180° га силжиган бўлади.
Фотоэлемент чиқишида фототок пайдо бўлади, унинг катталиги жисм ва лампа томонидан ёритилганлик даражасига боғлиқ. Шу ёритилганликлар тенг бўлмаса, фотоэлемент занжирида ўзгарувчан фототок ҳосил бўлиб, у ё жисм фототоки билан, ё лампа фототоки билан устма-уст тушади. Бу ток фотоэлемент чиқишида R₁ резисторда кучланишнинг синусоидал тушувини ҳосил қилади, бу кучланиш С конденсатор орқали уч босқичли электрон кучланиш кучайтиргичи 6 га узатилади. Фототокнинг нур оқимлари фарқига мутаносиб бўлган ўзгарувчи ташкил этувчиси 6 кучайтиргичда кучайтирилади ва фотосезгир детектор 7 орқали электрон лампага узатилади. Шу лампа токи чиқиш параметридан иборат. Электрон лампанинг анод занжирига манфий тескари боғланишли лампа 4 уланган. Лампани қиздириш токи ўлчанаётган жисм ва лампанинг ёритилганлиги ўзарр тенг бўлгунча ва фототокнинг ўзгарувчи ташкил этувчиси ўзаро нолга тенг бўлгунча ўзгартириб борилади. Бу билан лампадаги ток кучи ўлчанаётган жисмнинг ёруғлик ҳарорати билан бир қийматли боғлиқ бўлиб қолади.
Лампани таъминловчи ток кучи тезкор автоматик потенциометр билан лампа занжиридаги R қаршиликдаги кучланиш тушуви миқдори бўйича ўлчанади. Потенциометр ёруғлик ҳарорати даражалари билан даражаланган. Фотоэлектр пирометрнинг ўлчаш чегаралари 800 дан 4000°С гача. Асосий хатолик ўлчаш юқори чегарасининг ±1% ини ташкил этади