Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ПИРОМЕТРИЯ ОПТИЧЕСКАЯ

ПИРОМЕТРИЯ ОПТИЧЕСКАЯ

ПИРОМЕТРИЯ ОПТИЧЕСКАЯ (от греч. <руr - огонь и metreo - измеряю) - совокупность оптических (бесконтактных)методов измерения темп-ры. Почти все оптич. методы основаны на измеренииинтенсивности теплового излучения (иногда - поглощения) тел. Интенсивностьтеплового излучения резко убывает с уменьшением темы-ры . тел, поэтомуметоды П. о. применяют для измерения относительно высоких темп-р. При Т 1000°С они играют второстепенную роль, но при Т3000 °С - практически единств. методами измерения Т. Этосвязано с тем, что методы П. о. не требуют контакта датчика измерит. приборас телом, темп-pa к-рого измеряется. Методами П. о. в промышл. и лаб. условияхопределяют темп-р у в печах и др. нагреват. установках, темп-ру расплавл. <металлов и изделий из них (проката и т. п.), темп-ру пламён, нагретых газов, <плазмы. Осн. условие применимости методов П. о. - излучение тела должнобыть тепловым, т. е. подчиняться Кирхгофа закону излучения. Твёрдыетела и жидкости при высоких темп-pax обычно удовлетворяют этому требованию, <в случае же газов и плазмы необходима спец. проверка его выполнения. Так, <излучение однородного слоя плазмы подчиняется закону Кирхгофа, если распределениямолекул, атомов, ионов и электронов плазмы по скоростям соответствуют Максвеллараспределению, населённости возбуждённых уровней - распределению Больцмана(см. Больцмана статистика), а диссоциация молекул и ионизация атомовопределяются законом действующих масс, причём во все эти соотношения входитодно и то же значение Т. Такое состояние плазмы наз. термическиравновесным. Интенсивность излучения однородной равновесной плазмы однозначноопределяется её хим. составом, давлением, атомными константами и равновеснойтемп-рой. Если плазма неоднородна, то даже в условиях термич. равновесияеё непосредственно наблюдаемое излучение не подчиняется закону Кирхгофа. <В этом случае необходимо спец. приёмами определить локальные интенсивностиизлучения. Методы П. о. плазмы многообразны и сложны, они являются составнойчастью диагностики плазмы. Напротив, для твёрдых тел и жидкостей, <спектр излучения к-рых чаще всего сплошной, методы П. о. довольно просты. <В этом случае измерение темп-ры осуществляют пирометрами, действие к-рыхосновано на применении законов излучения абсолютно чёрного тела. Обычнов исследуемом теле вытачивают полость с небольшим выходным отверстием. <Полость по отношению к попадающему в неё излучению обладает коэф. поглощения, <близким к единице (т. е. по оптич. свойствам она близка к абсолютно чёрномутелу).

Наиб. универсальны методы П. о., осн. <на измерении интенсивности спектральных линий. Они обеспечивают макс. точность, <если известны вероятность соответствующего квантового перехода и концентрацияатомов данного сорта. Если же концентрация атомов не известна с достаточнойточностью, то применяют метод относит. интенсивности, в к-ром темп-ры вычисляютпо отношению интенсивностей двух или неск. спектральных линий.

В др. группе методов П. о. темп-pa определяетсяпо форме или ширине спектральных линий, к-рые зависят от темп-ры либо непосредственно(доплеровское уширение спектральных линий), либо косвенно (в соответствиисо Штарка эффектом и зависимостью плотности плазмы от темп-ры).В нек-рых методах Т определяют по абс. или относит. интенсивностисплошного спектра ("континуума"). Особое значение имеют методы измерения . по спектру рассеянного плазмой излучения лазера, позволяющие исследоватьнеоднородную плазму. К недостаткам П. следует отнести трудоёмкость измерений, <сложность интерпретации результатов, невысокую точность (например, погрешностиизмерений температуры плазмы в лучшем случае составляют 3-10%).

Лит.: Рибо Г., Оптическая пирометрия, <пер. с франц., М. - Л., 1934; Оптическая пирометрия плазмы, пер. с англ.,М., 1960; Гордо в А. Н., Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.