Як вимірюють високі температури?

Вимірювання температури жариться в духовці індички є досить простою справою – досить вставити термометр в тушку. Проте спроба використовувати такий же підхід до щойно випущеному з доменної печі рідкого чавуну, що має температуру більше 1500 ° С (2732 ° F), не дасть нічого, крім розплавленого термометра. Визначення таких високих температур засноване на вимірюванні інтенсивності теплового випромінювання, що випускається всіма розпеченими тілами.

Теплове (інфрачервоне) випромінювання так само, як і світло, є різновидом електромагнітного випромінювання. Хоча інфрачервоне випромінювання невидиме для очей / спеціальні електронні детектори можуть його фіксувати шляхом перетворення променевої енергії в електричний сигнал. Чим більше інфрачервоного випромінювання потрапляє в детектор, тим сильніше його вихідний сигнал.

У термограф (малюнок під текстом), що є одним з типів високотемпературних термометрів, інфрачервоний детектор сприймає теплове випромінювання, що йде від гарячого тіла, а сканери підбирають на ньому серію крапок для оцінки розподілу температури. Комп’ютер порівнює сигнал від джерела з еталонним і визначає температуру гарячого тіла. Термографи вимірюють температури до 900 ° С (одна тисяча шістсот п’ятьдесят-дві ° F).

Тіла, що мають дуже високу температуру, випускають і інфрачервоне, і видиме випромінювання. Оптичний пірометр зі зникаючою ниткою дозволяє вимірювати температури аж до 3000 ° С (+5432 ° F) шляхом порівняння яскравості світіння гарячого тіла з яскравістю вольфрамової нитки лампи розжарювання, температура якої відома.

Як працює термограф?

Термограф сканує ємність, заповнену розплавленим чавуном (мовою металургів – міксер). Чавун, тільки що випущений з доменної печі, перевозиться в іншу піч, в якій він перетвориться на сталь (малюнок угорі статті).

Перетворення температури в колір

Дзеркала й лінзи фокусують інфрачервоне випромінювання, що випускається гарячим тілом, на інфрачервоний детектор (малюнок над текстом). Детектор виробляє електричний сигнал, що показує енергосодержаніе випромінювання (верхній малюнок праворуч). Комп’ютер перетворює ці сигнали в кольори для полегшення візуального сприйняття (малюнок нижче).

Вид зсередини на розплавлений чавун

Комп’ютер перетворює вихідні електричні сигнали термографа (малюнок вище) в закодовану колірну карту розподілу температури в ємності (знімок над текстом). Колірна таблиця на правій стороні знімка показує, що темно-синій колір відповідає найбільш гарячим зонам. На цьому знімку показано розподіл температури в чотирьох ємностях з чавуном.

Оптичний пірометр

Видиме світло від гарячого об’єкта фокусується на нитка лампи розжарювання. Нитка зникає, коли її яскравість, регульована напругою на лампі, стає однаковою з яскравістю світіння об’єкта.

Посилання на основну публікацію