Как найти радиационную температуру

Как найти радиационную температуру

Радиационная
температура
Тр
– это
температура абсолютно чёрного тела,
при которой его энергетическая светимость
R равна
энергетической светимости
Rm
данного тела в широком диапазоне длин
волн.

Если
же измерить мощность, излучаемую
некоторым телом с единицы поверхности
в достаточно
широком
интервале волн и ее величину
сопоставить
с энергетической светимостью
абсолютно
черного
тела, то
можно, используя формулу (11), вычислить
температуру этого тела, как

(17)

Определенная
таким способом температура Tp
будет достаточно точно соответствовать
истинной температуре T
при условии, что коэффициент
монохроматического поглощения поверхности
тела должен быть близок к единице. Для
реальных (нечерных) тел истинная
температура Т
оказывается
больше радиационной Тр.
 Например,
для серого тела закон Стефана-Больцмана
может быть записан в виде

Rm(T)
=
αT
σT4;

где αT
<
1.

Подставляя данное
выражение в формулу (17), получим

(18)

Из
(18) следует, что истинная температура
серого тела всегда выше радиационной,
т.е. Tp
<
T.

3.2. Цветовая температура.

Спектральная
плотность энергетической светимости
серых тел (или тел близких к ним по
свойствам) с точностью до постоянного
коэффициента (коэффициента монохроматического
поглощения) пропорциональна спектральной
плотности энергетической светимости
абсолютно черного тела. Следовательно,
распределение энергии в спектре серого
тела такое же, как и в спектре абсолютно
черного тела при той же температуре.

Для
определения температуры серого тела
достаточно измерить мощность I(λ,Т),
излучаемую единицей поверхности тела
в достаточно узком спектральном интервале
(пропорциональную r(λ,Т)),
для двух различных волн. Отношение
I(λ,Т)
для двух длин волн равно отношению
зависимостей f(λ,Т)
для
этих волн, вид которых дается формулой
(5):

(19)

Из
данного равенства можно математическим
путем получить температуру Т.
Полученная таким образом температура
называется цветовой. Цветовая температура
тела, определенная по формуле (19), будет
соответствовать истинной, если коэффициент
монохроматического поглощения не сильно
зависит от длины волны. В противном
случае понятие цветовой температуры
теряет смысл. Цветовая температура
серого тела совпадает с истинной
температурой и может быть найдена также
из закона смещения Вина.

Таким образом,

цветовая
температура
Тц
– это
температура абсолютно чёрного тела,
при которой относительные распределения
спектральной плотности
энергетической
светимости абсолютно чёрного тела и
рассматриваемого тела максимально
близки в видимой области спектра.

Обычно
для определения цветовой температуры
выбирают длины волн λ1=655
нм (красный
цвет), λ2=
470
нм
(зелено-голубой цвет).

3.3. Яркостная температура.

Яркостной
температурой Тя
некоторого
тела
называется
температура абсолютно
чёрного тела,
при которой его спектральная плотность
энергетической светимости
r(λ,T)
для какой либо определённой длины волны
равна спектральной плотности энергетической
светимости rТ(λ,Т)
данного
тела
для той же длины волны.

Так как для нечерного
тела спектральная плотность энергетической
светимости при определенной температуре
будет всегда ниже чем у абсолютно черного
тела, то истинная температура тела будет
всегда выше яркостной.

В
качестве яркостного пирометра широко
используется пирометр с исчезающей
нитью. Принцип определения температуры
основан на визуальном
сравнении
яркости раскаленной нити лампы пирометра
с яркостью изображения исследуемого
объекта. Равенство яркостей, наблюдаемое
через монохроматический светофильтр
(обычно измерения проводят на длине
волны λ=660
нм),
определяется по исчезновению изображения
нити пирометрической лампы на фоне
изображения раскаленного объекта. Накал
нити лампы пирометра регулируется
реостатом, а температура нити определяется
по градуировочному графику, или таблице.
Если температура нити высока, то для
ослабления потока излучения применяется
также и нейтральный светофильтр.

Пусть
мы в результате измерений получили
равенство яркостей нити пирометра и
исследуемого объекта и по графику
определили температуру нити пирометра
Т1.
Тогда, на основании формулы (3) можно
записать:

f
(λ,T1)
α1(λ,T1)
= f (λ ,T2)
α2(
λ, T2

)
(20)

где
α1(λ,T1)
и
α2(λ,T2)
коэффициенты монохроматического
поглощения материала нити пирометра и
исследуемого объекта соответственно;

T1
и
T2
–
температуры нити пирометра и объекта.

Как
видно из (20), равенство температур объекта
и нити пирометра будут наблюдаться
только тогда, когда будут, равны их
коэффициенты монохроматического
поглощения в наблюдаемой области спектра
α1(λ,T1)=α2(λ,T2).
Если
α1(λ,T1)
> α2(λ,T2),
мы получим заниженное значение температуры
объекта, при обратном соотношении –
завышенное значение температуры.

Источник

Радиационная температура

Радиационная температура
()

        физический параметр, характеризующий суммарную (по всем длинам волн) энергетическую Яркость Вэ излучающего тела; равна такой температуре абсолютно чёрного тела (См. Абсолютно чёрное тело), при которой его суммарная энергетическая яркость B30=B3.

Законы теплового излучения (См. Тепловое излучение) (см. Стефана – Больцмана закон излучения и Кирхгофа закон излучения) позволяют выражение B30=B3 записать в виде: , где εT — излучательная способность (коэффициент черноты) тела, σ — Стефана – Больцмана постоянная, Т — абсолютная температура тела. Если известно значение εT и измерена температура Tr (радиационным пирометром (См. Пирометры)), то можно вычислить температуру тела Т = Tr․εT—1/4 . Для теплового излучения всех тел, кроме абсолютно чёрного, εT < 1; поэтому Tr < Т, но при люминесценции (См. Люминесценция) Tr может быть больше Т.

Лит.: Гордов А. Н., Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

Полезное

Смотреть что такое “Радиационная температура” в других словарях:

  • РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА — величина, характеризующая полную (по всему спектру) энергетическую яркость излучающего тела. Радиационная температура равна температуре абсолютно черного тела, при которой его яркость равна яркости излучающего тела …   Большой Энциклопедический словарь

  • РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА — (Тr), физ. параметр, определяющий суммарную (по всему спектру) энергетич. яркость Вэ излучающего тела; Р. т. равна такой темп ре абсолютно чёрного тела, при к рой его суммарная энергетич. яркость В0э=Вэ. Законы теплового излучения (см. СТЕФАНА… …   Физическая энциклопедия

  • радиационная температура — (TM [TR]) Температура черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости рассматриваемого теплового излучателя. [ГОСТ 7601 78] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины тепловое… …   Справочник технического переводчика

  • РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА — физ. величина, характеризующая полную (по всему спектру) энергетическую (см.) излучающего нагретого тела. Р. т. равна температуре абсолютно чёрного (см.), при которой его яркость равна яркости излучающего тела …   Большая политехническая энциклопедия

  • радиационная температура — 3.13 радиационная температура: Температура абсолютно черного тела, при которой регистрируемая сенсором(ами) тепловизора мощность излучения единицы площади поверхности данного тела равна регистрируемой мощности излучения объекта контроля. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • радиационная температура — величина, характеризующая полную (по всему спектру) энергетическую яркость излучающего тела. Радиационная температура равна температуре абсолютно чёрного тела, при которой его яркость равна яркости излучающего тела. * * * РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА …   Энциклопедический словарь

  • радиационная температура — spinduliuotės temperatūra statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. radiant temperature; radiation temperature vok. Strahlungstemperatur, f rus. радиационная температура, f; температура излучения, f pranc. température de rayonnement, f …   Fizikos terminų žodynas

  • радиационная температура — spinduliavimo temperatūra statusas T sritis Energetika apibrėžtis Tiriamojo kūno temperatūra, lygi tokiai absoliučiai juodo kūno temperatūrai, kurioje abiejų kūnų visas spinduliavimas vienodas. Spinduliavimo temperatūra matuojama radiaciniu… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • радиационная температура помещения — Осредненная по площади температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов. [ГОСТ 30494 96] Тематики кондиционирование воздуха в целом …   Справочник технического переводчика

  • радиационная температура — Температура абсолютно черного тела, при которой его интегральная интенсивность (яркость) по всему спектру равна интегральной интенсивности излучения данного тела …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • радиационная температура помещения — 3.14 радиационная температура помещения : Осредненная по площади (по коэффициентам облученности) температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов. [ГОСТ 30494 96, пункт 2] Источник: Р НП АВОК 4.1.6 2009: Системы… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Совокупность оптических бесконтактных методов измерения высоких температур на основе зависимости между температурой и излучательной способностью (спектральной или интегральной) исследуемого тела называют оптической пирометрией. Приборы, используемые для этой цели, называютсяпирометрами излучения. В радиационных пирометрах регистрируется интегральное излучение исследуемого нагретого тела, а в оптических пирометрах− его излучение на одном или двух участках спектра.

В зависимости от того, какой закон теплового излучения АЧТ положен в основу при измерении температуры нагретых тел, различают три температуры − радиационную, цветовую и яркостную.

Радиационная температура Тр– это такая температура абсолютно черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости исследуемого тела. Так как все реальные тела, температура которых измеряется, являются серыми и для них поглощательная способность А(T) < 1, то радиационная температура Тр тела, определяемая из закона Стефана-Больцмана, всегда меньше его истинной температуры тела Т, причем

. (16.26)

Цветовую температуру определяют на основании закона Вина, используя то свойство, что распределение энергии в спектре излучения серого тела такое же, как и в спектре абсолютно черного тела, имеющего ту же температуру. В этом случае излучающее серое тело имеет такой же цвет, как черное тело температуры Тц. Цветовая температура определяется по формуле

Тц = b/λmax (16.27)

и совпадает с истинной температурой тела.  Таким способом определяется температура на поверхности Солнца и звезд. Сравнение спектра излучения Солнца и абсолютно черного тела показывает, что их отождествлять можно только довольно приблизительно. При таком приближении получили цветовую температуру Солнца примерно 6500 К.

Яркостная температура Тя – это температура абсолютно черного тела, при которой для определенной длины волны его спектральная плотность энергетической светимости равна спектральной плотности энергетической светимости исследуемого тела. Определение яркостной температуры основано на применении закона Кирхгофа к излучению исследуемого тела.

Для серого тела с известной поглощательной способностью A(λ0,T), соответствующей длине волны λ0, из закона Кирхгофа следует, что

A(λ0,T) · R(λ0,T) = R(λ0,TЯ), (16.28)

где T иTЯ− соответственно истинная и яркостная температуры тела:

. (16.30)

В качестве яркостного пирометра обычно используется пирометр с исчезающей нитью, принцип работы которого основывается на сравнении излучения нагретого тела в определенном спектральном интервале с длиной волны λ0 с излучением абсолютно черного тела с той же длиной волны. Накал нити пирометра подбирается таким образом, что ее изображение становится неразличимым на фоне поверхности нагретого тела, т.е. нить как бы «исчезает». В этом случае яркости излучения нити и нагретого тела для данной длины волны λ0 совпадают и, следовательно, совпадают их излучательные способности. Используя предварительно проградуированный по абсолютно черному телу миллиамперметр, измеряющий ток нити пирометра, можно определить яркостную температуру. Если исследуемый источник излучения также является черным телом, то найденная температура является его истинной температурой. В противном случае при известных значениях А(λ0,T) и λ0 можно определить истинную температуру исследуемого нагретого тела, используя формулу (16.30). .
 Яркостные пирометры обеспечивают наибольшую точность измерений температуры в диапазоне (103− 104)K.

Источник

РАДИАЦИО́ННАЯ ТЕМПЕРАТУ́РА

  • рубрика

  • родственные статьи

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:

РАДИАЦИО́ННАЯ ТЕМПЕРАТУ́РА, фи­зич. ве­ли­чи­на $T_р$, оп­ре­де­ляю­щая сум­мар­ную (по всем дли­нам волн) энер­ге­тич. яр­кость $B_э$ те­п­ло­во­го из­лу­че­ния те­ла при темп-ре $T$. Рав­на та­кой темп-ре аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла, при ко­то­рой его сум­мар­ная энер­ге­тич. яр­кость $B_a=B_э$. Для те­п­ло­во­го из­лу­че­ния всех тел, кро­ме аб­со­лют­но чёр­но­го, $T_рlt T$, при лю­ми­нес­цен­ции $T_р$ мо­жет быть боль­ше $T$. Р. т. из­ме­ря­ет­ся с по­мо­щью ра­диа­ци­он­но­го пи­ро­мет­ра.

Источник

Измерение – радиационная температура

Cтраница 1

Измерение радиационной температуры осуществляется более простыми средствами, чем измерение яркостной или цветовой температур.
 [1]

Для измерения радиационной температуры применяются приборы, называемые радиационными пирометрами. Приемником излучения в радиационном пирометре является вакуумная термопара, на горячий спай которой концентрируется излучение объективом.
 [2]

Предназначен для измерения радиационной температуры нагретых тел.
 [3]

Недостатком метода измерения радиационной температуры является зависимость радиационной температуры от поглощения излучения в промежуточной среде, учет которого практически весьма затруднителен.
 [4]

На результат измерения радиационной температуры сказы – вает влияние промежуточная среда между прибором и излучателем, в зависимости от состава которой происходит большее или меньшее поглощение проходящего через нее излучения нагретого тела. Так как часть излучения поглощается средой, то температура, полученная в результате измерения, будет меньше радиационной температуры, получаемой при условии, что поглощением в среде можно пренебречь.
 [5]

Радиационные пирометры применяют для измерения радиационной температуры от 50 до 3000 С.
 [7]

Радиационный компенсированный широкоугольный пирометр ПРК-600 предназначен для измерения радиационной температуры поверхности тел от 600 до 2000 С.
 [8]

Пирометр типа ПИРС-019, выпускаемый заводом Львовприбор, предназначен для измерения радиационной температуры поверхности нагретых тел в диапазоне от 20 до 300 С.
 [9]

Пирометрические преобразователи полного излучения ( ППТ) входят в агрегатный комплекс пирометров излучения АПИР-С, их можно использовать для измерения радиационных температур поверхностей в диапазоне 30 – 2500 С. ППТ состоит из первичного пирометрического преобразователя и вторичного измерительного преобразователя ПВ-О. В первичном преобразователе происходит непосредственное преобразование энергии теплового излучения в электрический сигнал низкого уровня, который в ПВ-О усиливается и преобразуется в унифицированный выходной сигнал. Здесь же могут осуществляться линеаризация характеристики, запоминание максимального значения и индикация.
 [11]

Если учесть допустимое отклонение показаний отдельных технических приборов от градуировочных значений, принятое в настоящее время на комплект радиационного пирометра с показывающим прибором класса 1 ( 45), то величина погрешности измерения радиационной температуры становится равной У 45 52 10 47, учитывая погрешность при поверке, нагревание телеокопа и изменение величины К при градуировке и в эксплуатации.
 [12]

Прибор ПИРС-019 представляет собой телескоп для измерения радиационной температуры. Приборы Веселка работают по принципу определения цветовой температуры. Их выпускают в виде пирометров и пирометрических преобразователей с унифицированными выходными сигналами ГСП.
 [13]

Прибор ПИРС-019 представляет собой телескоп для измерения радиационной температуры. Их выпускают в виде пирометров и пирометрических преобразователей с унифицированными выходными сигналами ГСП.
 [14]

Поэтому радиационные пирометры обладают меньшей точностью по сравнению с яркостными и цветовыми. Неопределенность значений е для некоторых тел часто заставляет ограничиваться измерением только радиационной температуры без пересчета ее на действительную.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

Источник

Добавить комментарий