SU43392A1 - Пирометр - Google Patents

Description

Предлагаемое изобретение касаетс  пирометров с одним или несколькими заключенными в эвакуированную трубку термоэлементами, на которые действует измер ема  лучиста  теплота. У таких пирометров наблюдаетс  крупный недостаток , состо щий в том, что определ емые термоэлементом показани  прибора завис т от факторов, переменный характер которых, вызываемый действием теплового излучени , передаетс  самому термоэлементу, а это обсто тельство неблагопри тно отражаетс  на точности и скорости измерени . Так, например, оказалось , что термоэлемент не достигает немедленно конечной установки, соответствующей измер емому излучению, но что отклонение указател  измерительного прибора сначала перескакивает дальше показани , соответствующего этой конечной установке, и лишь затем постепенно возвращаетс  к нему. Это легко приводит к неправильным отсчетам; кроме того указатель измерительного прибора требует продолжительного времени , чтобы прийти в свое окончательное положение.

Далее оказалось, что отклонение стрелки измер ющего термоток прибора,

(293)

наблюдаемое в начале измерени  и вызываемое только нагреванием места спайки термоэлемента измер емым излучением при возрастающем нагревании смежных с термоэлементом мест, в особенности же холодных мест спайки, сильно понижаетс . Отклонение стрелки может при этом вернутьс  почти до показани , соответствующего половине первоначального измеренного значени .

В основе предлагаемого изобретени  лежит обнаруженное за вител ми обсто тельство , что эти недостатки следует приписать главным образом тому, что теплое место спайки, подвергающеес  непосредственно действию лучей, достигает своей конечной температуры быстрее , чем холодное место, к которому теплота подводитс  лишь постепенно и не пр мым путем, и что, следовательно, термоэлемент нуждаетс  в какой - то компенсации, котора  обеспечивала бы равномерное воздействие температуры на холодные и теплые места спайки и тем уничтожала бы вли ние указанного падени  напр жени .

Изобретение заключаетс  в том, что дл  достижени  указанной цели, т. е. чтобы холодные и теплые места спаев термоэлемента достигали своей конечной температуры одновременно, термоэлемент заключен в металлический, снабженный лежащим против спаев термоэлемента отверстием капсюль, стенки которого расположены на некотором рассто нии от стенок колбы термоэлемента, и служащий дл  нагрева холодного места спа .

На прилагаемом чертеже фиг. 1 изображает разрез предлагаемого пирометра; фиг. 2 и 3 - формы выполнени .

На фиг. 1 представлено устройство, осуществл ющее компенсацию термоэлемента и выравнивание результата измерени  тем, что оно допускает переменное пропорционирование падающего в трубку пирометра пучка лучей. Как показано на чертеже, в трубке г пирометра перед термоэлементом t расположена допускающа  перестановку диафрагма Ь, служаща  дл  регулировани  пучка лучей, попадающего через объектив о на место спайки I термоэлемента из измер емого очага тепла. Эта диафрагма может быть снабжена посто нным отверстием и допускает перестановку в осевом направлении, например, путем ее поворачивани  в снабженной внутренней винтовой резьбой части трубки пирометра, или же диафрагма может быть укреплена неподвижно и снабжена регулируемым отверстием. Это регулирование может достигатьс , например , сменными вставками или же путем снабжени  отверсти  затвором ирисового типа.

На той же фиг. 1 показано еще другое устройство дл  пропорционировани  пучка лучей. Термоэлемент снабжен металлическим капсюлем k с двум  отверсти ми а VI с, лежащими по оси трубки пирометра. Таким образом, из числа тепловых лучей, вход щих через объектив о, в капсюль и непосредственно на теплое место спайки термоэлемента попадает лищь конус лучей, определ емый величиной отверсти  а. Остальные лучи нагревают капсюль, теплота которого с корпуса капсюл  и токоподвод щих проводов передаетс  холодному месту спайки. Соответственным пропорционированием капсюл , в особенности отверсти  а, можно, как показал опыт, достичь соверщенного выравнивани  теплопередачи , так что теплые и холодные места спайки термоэлемента достигают своей конечной температуры одновременно и избегаетс  отклонение указател  измерительного прибора дальше его конечного положени .

Если вставить капсюль в коробку пирометра таким образом, чтобы стенка капсюл  не находилась в пр мом сообщении со стенкой трубки, т. е. оставалась изолированной от нее, то достигаетс  еш,е и то преимущество, что элемент предохран етс  от воздействи  колебаний внешней температуры, чем устран етс  еще один источник погрешностей .

В изображенном на чертеже пирометре это достигаетс  тем, что капсюль поддерживаетс  оправой термоэлемента таким образом, что воспринимаема  им теплота передаетс  только верхней части оправы, не наход щейс  ни в каком сообщении с самой коробкой и надлежащим образом изолированной от нижней части оправы, св зывающей всю конструкцию с коробкой.

Хот  описанное устройство переставной диафрагмы в объективной части трубы п рометра становитс  излишним при применении последнего устройства, поскольку капсюль k с отверстием а исполн ет по существу сам роль диафрагмы , обеспечива  пропорционирование действующего на термоэлемент пучка лучей, тем не менее така  диафрагма MOHieT быть оставлена в качестве добавочного средства и служить, например, дл  регулировани  чувствительности элемента .

Если же желательно обойтись совсем без отдельной диафрагмирующей вставки дл  произвольного регулировани  чувствительности , специальное действие диафрагмы b может быть переложено на капсюль k тем, что его отверстие а снабжаетс  таким же переставным затвором , какой имелс  у диафрагмы.

В то врем  как описанные выше устройства позвол ют производить компенсацию термоэлемента лишь по желанию наблюдающего за работой пирометра лица, на фиг. 2 и 3 приведены два устройства, служащие дл  автоматического компенсировани  по вл ющихс  в термоэлементе неравномерностей.

Фиг. 2 изображает термоэлемент t-, заключенный внутри эвакуированнной трубки g. Он состоит из константановой проволоки 7 и хромоникелевой проволоки 2. Оба конца элемента припа ны к проволокам 3 и 4, а именно: к константановой проволоке 7 - никелева  проволока 3, а к хромоникелевой проволоке 2 - медна  проволока 4. Проволоки 3 и 4 соединены с платиновыми проволоками 5 и 6 у места вплавлени  последних в трубку, а к этим платиновым проволокам присоединены провода 7 и 8, идущие к измерительному прибору т.

Место спайки проволок 7 и J, а также 2 н 4 генерируют при их нагревании электродвижущие силы, которые суммируютс  с электродвижущей силой термоэлемента под вли нием излучени . Они компенсируют таким образом спадание электродвижущей силы, возникающее при нагревании соседних с теплым местом спайки термоэлемента мест, в особенности же холодных мест спайки. Вследствие этого показани  измерительного прибора остаютс  без изменени , пока не изменитс  тепловое излучение, действующее на термоэлемент.

При таком устройстве не исключена возможность некоторой инерции пирометра , так как при внезапном прекращении измер емого излучени  добавочные электродвижущие силы в первое врем  все еще остаютс .

Эта возможность устран етс  при устройстве, изображенном на фиг. 3. Общее устройство термоэлемента при этом по существу такое же, как и на фиг. 2. Обе поддерживающие проволоки 5 и , с которыми соединены плечи элемента 4, изготовлены из константана. Компенсаци  достигаетс  при этом тем, что параллельно коленам /, 2 термоэлемента 4 включен реостат да, сопротивление которого повышаетс  при возрастании температуры. Этот реостат рассчитан таким образом, что при повыщенной температуре окружающих термоэлемент мест сила тока, направл ющегос  в измерительный прибор, возрастает, тогда как ток, протекающий через самый реостат, уменьшаетс .

Компенсирующие устройства, изображенные на фиг. 2 и 3, имеют тот недостаток , что они не допускают дополнительного изменени  или регулировани  компенсационного фактора, так как компенсационные элементы помещены недоступно внутри пустотной трубки.

Термоэлемент может быть помещен в атмосфере газа с такой теплопроводностью и таким температурным коэфициентом , чтобы теплообмен между гор чим местом спайки и окружающей средой осуществл лс  главным образом путем теплопроводности в приблизительно линейной зависимости от температуры, причем давление газа выбираетс  столь низким, чтобы по возможности избегались конвекционные токи. Особенно подход щим оказалс  аргон. Вообще говор , дл  применени  пригодны газы, теплопроводность коих меньще теплопроводности воздуха, а температурный коэфициент приблизительно равен таковому дл  воздуха.

Если в тех случа х, когда температура коробки достигает весьма высоких значений или когда требуетс  особо больша  точность, действие теплоизлучени  про вл етс  в виде исключени  сильнее, то обусловленна  этим остаточна  погрешность может быть компенсирована известным образом, например, при помощи чувствительного к температуре шунта.

Изобретение может быть применено в подход щих случа х также к таким приборам, при которых колебани  температуры гор чего места спайки используютс  лишь как средство указани  каких-либо других изменений. В виде примера можно указать на измерение силы тока при помощи теплоты, выдел емой им при протекании через гор чее место спайки термоэлемента.

Предмет патента.

Claims (4)

1. Пирометр с термоэлементом и с расположенной перед последним диафрагмой , отличающийс  тем, что с целью создани  условий дл  достижени  холодными и теплыми местами спа  своей конечной температуры одновременно, термоэлемент заключен в снабженный лежащим против его спа  отверстием металлический капсюль k, стенки которого расположены на некотором рассто нии от стенок колбы термоэлемента.

и служащий дл  нагрева холодного места спа .

2.Форма выполнени  пирометра по п. 1, отличающа с  тем, что поддерживающие заключенный в заполненную разреженным газом колбу термоэлемент проволоки 3 л 4 выполнены из иных металлов, чем проволоки / и 2 термоэлемента , с тою целью, чтобы при нагревании их мест соединений получалась добавочна  электродвижуща  сила, компенсирующа  падение электродвижущей силы термоэлемента (фиг. 2).

3.Форма выполнени  пирометра по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что поддерживающие проволоки 3 и -# соединены между собою сопротивлением, при нагревании измен ющим свою величину так, чтобы сила проход щего к измерительному прибору тока увеличивалась по мере нагревани  холодного спа  (фиг. 3).

4. При пирометре по пп. 1-3 применение такого окружающего нагреваемый спай термоэлемента газа (напр., аргона ), чтобы теплообмен между нагреваемым спаем и окружающей средой происходил главным образом путем теплопроводности в°приблизительно линейной зависимости от температуры.