ПИРО́МЕТР

ПИРО́МЕТР (от греч. πῦρ – огонь, жар и ...метр), при­бор для из­ме­ре­ния тем­пе­ра­ту­ры те­ла по его те­п­ло­во­му из­лу­че­нию в оп­тич. диа­па­зо­не спек­тра. Те­ло, темп-ра ко­то­ро­го из­ме­ря­ет­ся П., долж­но на­хо­дить­ся в те­п­ло­вом рав­но­ве­сии.

Пер­вым П. в ми­ре был че­ло­ве­че­ский глаз: при про­ве­де­нии за­кал­ки и от­пус­ка из­де­лий из ста­ли по цве­ту ка­ле­ния оце­ни­ва­лась их темп-ра. Бы­ла да­же со­став­ле­на «шка­ла тем­пе­ра­тур», в ко­то­рой на­блю­дае­мо­му цве­ту ста­ли (тём­но-крас­но­му, крас­но­му, оран­же­во­му) со­пос­тав­ля­лась оп­ре­де­лён­ная темп-ра. В кон. 19 в. А. Ле Ша­те­лье изо­брёл пер­вый при­бор для оп­ре­де­ле­ния темп-ры те­ла по его из­лу­че­нию. В этом П. яр­кость из­лу­че­ния ис­сле­дуе­мо­го на­гре­то­го те­ла ви­зу­аль­но срав­ни­ва­лась с яр­ко­стью на­ка­ла уголь­ной ни­ти элек­трич. лам­поч­ки, ток че­рез ко­то­рую мож­но бы­ло из­ме­нять: ко­гда яр­ко­сти урав­ни­ва­лись, из­ме­ря­ли ток, те­ку­щий че­рез нить на­ка­ла. Пред­ва­ри­тель­но про­во­ди­лась ка­либ­ров­ка лам­поч­ки, по­зво­ляв­шая со­пос­та­вить ток, те­ку­щий че­рез нить на­ка­ла, с темп-рой ни­ти. Ка­либ­ров­ка про­во­ди­лась по из­вест­ной темп-ре на­гре­то­го аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла, для ко­то­ро­го План­ка за­кон из­лу­че­ния по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить тер­мо­ди­на­мич. темп-ру по его из­лу­че­нию. В 21 в. ви­зу­аль­ные П. при­ме­ня­ют­ся край­не ред­ко и сня­ты с про­из­вод­ст­ва. В совр. П. из­ме­ре­ние яр­ко­сти из­лу­че­ния про­во­дит­ся при­ём­ни­ком из­лу­че­ния, пре­об­ра­зую­щим энер­гию те­п­ло­во­го из­лу­че­ния в элек­трич. ток (или из­ме­няю­щим за­дан­ный ток).

Принципиальная схема одноволнового яркостного пирометра: 1 – нагретое тело; 2 – объектив; 3 – светофильтр; 4 – приёмник излучения; 5 – усилитель фототока; 6 – регис...

На ри­сун­ке изо­бра­же­на прин­ци­пи­аль­ная схе­ма од­но­вол­но­во­го яр­ко­ст­но­го П. Те­п­ло­вое из­лу­че­ние те­ла 1 па­да­ет на объ­ек­тив 2, фо­ку­си­рую­щий его на при­ём­ни­ке из­лу­че­ния 4. Све­то­фильтр 3 по­зволя­ет вы­де­лить не­об­хо­ди­мую об­ласть спек­тра. При­ём­ни­ка­ми из­лу­че­ния мо­гут слу­жить фо­то­эле­мен­ты, фо­то­дио­ды, фо­то­ре­зи­сто­ры, тер­мо­элек­трич. стол­би­ки или бо­ло­мет­ры. Ток, вы­ра­ба­ты­вае­мый эти­ми уст­рой­ст­ва­ми, не­ве­лик, по­это­му для по­вы­ше­ния точ­но­сти из­ме­ре­ний ис­поль­зу­ют уси­ли­тель то­ка 5. Ре­ги­ст­ри­рую­щее уст­рой­ст­во 6 в совр. П. обыч­но пред­став­ля­ет со­бой дис­плей, на ко­то­ром вы­све­чи­ва­ет­ся из­ме­ряе­мая темп-ра.

В за­ви­си­мо­сти от ис­сле­дуе­мой час­ти спек­тра вы­де­ля­ют П.: мо­но­хро­ма­ти­че­ские (яр­ко­ст­ные, час­тич­но­го из­лу­че­ния), двух­вол­но­вые (П. спек­траль­но­го от­но­ше­ния, из­ме­ряю­щие темп-ру по ве­ли­чине от­но­ше­ния двух спек­траль­ных ин­тен­сив­но­стей), трёх­вол­но­вые (двой­но­го спек­траль­но­го от­но­ше­ния), мно­го­вол­но­вые (П., ис­поль­зую­щие из­бы­точ­ность ин­фор­ма­ции о темп-ре в спек­тре те­п­ло­во­го из­лу­че­ния для по­вы­ше­ния точ­но­сти из­ме­ре­ния темп-ры за счёт умень­ше­ния влия­ния коэф. из­лу­ча­тель­ной спо­соб­ности), П. сум­мар­но­го (пол­но­го) из­лу­че­ния (ис­поль­зую­щие весь спектр длин волн, ох­ва­ты­вае­мый объ­ек­ти­вом П.). На точ­ность из­ме­ре­ний влия­ет из­лу­ча­тель­ная спо­соб­ность те­ла, а так­же спо­соб­ность про­ме­жу­точ­ной сре­ды (па­ра, ды­ма и т. п.) про­пус­кать из­лу­че­ние на ис­поль­зуе­мых дли­нах волн. По­греш­ность П. пол­но­го из­лу­че­ния, свя­зан­ная с сум­мар­ной из­лу­ча­тель­ной спо­соб­но­стью те­ла, су­ще­ст­вен­но вы­ше, чем у мо­но­хро­ма­ти­че­ских П. или П. спек­траль­но­го от­но­ше­ния. Ин­ст­ру­мен­таль­ные по­греш­но­сти се­рий­ных П., гра­дуи­ро­ван­ных по аб­со­лют­но чёр­но­му те­лу, обыч­но со­став­ля­ют от 0,5% до 1,5% от верх­не­го пре­де­ла шка­лы.

П. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся для из­ме­ре­ния (в т. ч. пре­ци­зи­он­но­го) темп-ры в разл. об­лас­тях нау­ки и пром-сти, напр. в сис­те­мах кон­тро­ля и ре­гу­ли­ро­ва­ния темп-ры в разл. тех­но­ло­гич. про­цес­сах.