В. А. Никитин с. В. Бойко

R
^*  c ^5 e^c2
T ^{  1}1 , (16.15)

где  -длина волны;

Т-абсолютная температура; с₁ и с₂ - постоянные.
В соответствии с (16.15) можно найти интегральную интенсивность излучения абсолютно черного тела, которая для видимой части спектра приближенно равна

S ^* 



_ R^*d  T ⁴ 0


, (16.16)

где ^ - постоянный коэффициент.

Интенсивность излучения любого реального тела всегда меньше интенсивности абсолютно черного тела, находящегося при той же температуре. Уменьшение спектральной светимости реального тела по сравнению с абсолютно черным учитывают введением в (16.15) и (16.16) коэффициентов неполноты излучения и _λ, меньших единиц, получаем (16.17)


R_  _  R^{*
S    S *} , (16.17)

Значения ^ _
и различны для разных физических тел и зависят от

состава вещества, состояния поверхности тела и других факторов.
Приборы для измерения температуры, основанные на использовании энергии излучения нагретых тел, называются пирометрами. Пирометры делятся на радиационные, яркостные и цветовые.
Радиационные пирометры используются для измерения температуры от 20 до 2500 °C, причем прибор измеряет интегральную интенсивность S излучения реального объекта. В связи с этим при определении температуры необходимо учитывать реальное значение коэффициента неполноты излучения
.
На рисунке 16.18а схематически показано устройство такого пирометра. Внутри телескопа, имеющего объектив 2 и окуляр 5, расположена термобатарея из последовательно включенных термопар 8. Рабочие концы

термопар находятся на платиновом лепестке, покрытом платиновой чернью. Телескоп наводится на объект измерения так, чтобы лепесток полностью перекрывался изображением объекта 1 и вся энергия излучения воспринималась термобатареей. Термо-ЭДС термобатареи является функцией мощности излучения, а следовательно, и температуры тела. Для защиты глаза при наводке телескопа предусмотрен светофильтр 4.

Рисунок 16.18 - Пирометры

Радиационные пирометры градуируются по излучению абсолютно черного тела, поэтому неточность оценки коэффициента неполноты излучения вызывает погрешность измерения температуры. Яркостные (оптические) пирометры основаны на сравнении в узком участке спектра яркости исследуемого объекта с яркостью образцового излучателя. Принцип действия яркости пирометра поясняется на рисунке 16.18б. В этом пирометре яркость исследуемого тела сравнивается с яркостью нити фотометрической лампы 4. Фотометрическая лампа встроена в телескоп, имеющий объектив 2 и окуляр 5. При измерении температуры телескоп направляют на исследуемое тело 1 и добиваются четкого изображения тела и нити фотометрической лампы в одной плоскости. Затем, изменяя яркость нити путем изменения тока через нее (или изменяя яркость изображения тела с помощью перемещаемого оптического клина), добиваются одинаковой яркости изображений нити и исследуемого объекта. Если яркость тела больше яркости нити, то нить видна в виде черной линии на ярком фоне. В противном случае заметно свечение нити на более бледном фоне. При равенстве яркостей нить не видна, поэтому такие пирометры иногда называют пирометрами с исчезающей нитью. Напряжение накала лампы (или положение оптического клина) характеризует температуру нагретого тела. Чтобы интенсивности излучения сравнивались в узком участке спектра, применен светофильтр 6.

Яркостные пирометры обеспечивают более высокую точность измерений температуры, чем радиационные. Их основная погрешность обусловлена неполнотой излучения реальных физических тел и поглощением излучения промежуточной средой, через которую производится наблюдение. Яркостный пирометр типа «Проминь» предназначен для измерения яркостной температуры в пределах 800 - 4000 °С. Диапазоны измерений прибора: 800- 1400 °С, 1200-2000 °С и 1800-4000 °С с основной погрешностью измерения соответственно ± 12, ± 20 и ± (50-90) °С. Цветовые пирометры основаны на
измерении отношения интенсивностей излучения на двух длинах волн, выбираемых обычно в красной или синей областях спектра.
Для видимой части спектра ^{ecc T   1} .
С учетом этого запишем спектральные светимости реального тела для

двух длин волн
₁ и
₂ в виде (16.18)




R  
1 1




R  
2 2
 c₁
 c₁
 ^5  e^c2

1

2
 ^5  e^c2
₁T 
₂T 


, (16.18)

Формулы (16.18) приближенные, но их погрешность для области видимых лучей и температур до 2600 °С не превышает 1 %.
Отсюда можно выразить искомую температуру в виде формулы (16.19)