-ma„ruza: NURLANISH PIROMЕTRLARI. SIGNAL

63
Nurlanish pirometrlarining ishlash prinsipi qizitilgan jismning issiqlik ta„sirida
nurlanishidan foydalanishga asoslangan. Haroratni boshqa usulari bilan o‟lchashga
asoslangan asboblarga nisbatan nurlanish pirometrlari quyidagi afzalliklarga ega:
a) haroratni o‟lchash nokontakt usulga asoslangan, shuning uchun asbobning
o‟zgartirgich unsurini o‟lchanayotgan muhitga kiritishning hojati yo‟q, demak buning
natijasida hosil bo‟ladigan harorat maydonidagi tebranish ham bo‟lmaydi;
b) harorat o‟lchashning yuqori chegarasi nazariy jihatdan cheksiz;
v) alanga va katta tezlikdagi gaz sig‟imining baland haroratini o‟lchash
imkoniyati bor.
Qizigan jismning issiqlik energiyasi turli uzunlikdagi to‟lqinlar shaklida
nurlanadi. Deyarli pastroq (masalan, 500
0
С gacha) haroratlarda jism infraqizil
nurlarni chiqaradi, harorat oshgan sari jism rangi to‟q qizildan turli to‟lqin
uzunlikdagi oq rangga o‟tadi, qizigan jismning harorati oshishi va rangi o‟zgarishi
bilan birga monoxromatik nurlanishning intensivligi ham tez oshadi, shu bilan birga
jamlangan nurlanish ham kattalashib boradi. Qizigan jismlarning bu ikki xossasi
haroratni o‟lchashga imkon beradi. Shularga ko‟ra pirometrlar ravshanlik (optik),
rangli va radiatsion pirometrlarga bo‟linadi.
Plank tenglamasiga muvofiq mutloq qora jismning monoxromatik nurlanish
intensivligi to‟lqin uzunligi va haroratga bog‟liq.
Е
оλ
=С
1
λ
-5
(е
С2/λТ
-1)
-1
(10.1)
bu еrda Е
оλ
– λ uzunlikdagi to‟lqin uchun mutloq qora jismning nurlanish intensivligi; С
1
С
2
– qiymatlari qabul qilingan birlik tizimiga bog‟liq nurlanish doimiylari; T- jismning mutloq harorati
(К); Е – natural logarifmlar asosi;
λ –0,66 mkm bo‟lganda λ*Т<0,002 m* grad, ya„ni harorat 3000 K dan past
bo‟lsa, Plank tenglamasi o‟rniga Vin tenglamasini yozish mumkin:
Е
оλ
=С
1
λ
-5
е
С2/λТ
(10.2)
Vin tenglamasi Plank tenglamasining ayrim variantidir. Plank va Vin
tenglamalari optik pirometrlar yasalishining nazariy asosi mutloq qora jismning
jamlangan nurlanishi Stefan-Boltsman tenglamasidan aniqlanadi:
4
0
0
100
Т
С
Е
(10.3)
bu еrda С
0
-mutloq qora jismning nurlanish doimiysi; T-nurlanuvchi sirtning K da berilgan
mutloq harorati.
Monoxromatik nurlanish intensivligi va integral nurlanish jismning fizikaviy
xossalariga bog‟liq bo‟lgan uchun pirometrlar shkalasi mutloq qora jism nurlanishi
bo‟yicha darajalanadi. Demak, o‟lchanayotgan (ravshanlik yoki radiatsion)
64
haroratning haqiqiy harorat bilan muayyan nisbatda bo‟lishi tabiiy. Haqiqiy
haroratning qiymatini optik pirometr orqali topilgan tuyulma harorat qiymatidan
hisoblab topish mumkin:
1
ln
1
1
2
С
Т
Т
Т
(10.4)
bu еrda T – jismning K da berilgan haqiqiy harorati;
T
T - ravshanlik (tuyulma) harorat (optik
pirometr orqali topilgan); λ – to‟lqin uzunligi (mkm); С
2
-Vin tenglamasi doimiysi; ε
λ
- berilgan
uzunlikdagi, to‟lqin uchun jismning qoralik darajalari.
Jismning radiatsion pirometr orqali topilgan Т
р
topilma haroratdan hisoblangan
haqiqiy harorati:
4
1
р
Т
Т
(10.5)
bu еrda T – fizikaviy jismning haqiqiy harorati; Т
р
– radiatsion (tuyulma) harorat (radiatsion
pirometr orqali topilgan); ε -to‟lqinlarning hamma uzunligi uchun jismning qoralik darajasi.
Barcha real fizikaviy jismlar uchun 0< ε<1, shu sababli nurlanish pirometri
bilan o‟lchangan jismning harorati doim uning haqiqiy haroratidan kam bo‟ladi.
Ko‟pincha, ε
λ
va ε ning haqiqiy qiymatlarini topish qiyin bo‟lganligi sababli
haroratni nazorat qilish faqat tuyulma (ravshanlik va radiatsion) haroratlar bo‟yicha
bajariladi, ya„ni nurlanish to‟liqsizligiga tuzatish kiritilmaydi. Kimyo sanoati
sharoitlarida nurlanish pirometrlari yordamchi asboblargina bo‟lib, vaqti vaqti bilan
pechlar haroratini o‟lchashda qo‟llaniladi. Metallurgiya zavodlaridagi issiqlik kuch
qurilmalarining bug‟ qozonlarida va asosiy agregatlarida haroratni nazorat qilish
uchun bu pirometrlar keng qo‟llaniladi.