Спосіб вимірювання температури

Спосіб вимірювання температури, що включає вимірювання пірометром умовних температур об'єкта та визначення за умовними температурами його реальної температури, який відрізняється тим, що пірометром вимірюють дві триколірні або більш високих порядків температури, одна з яких вища, а інша нижча за реальну температуру об'єкта, після чого реальну температуру визначають як середнє арифметичне цих двох колірних температур Винахід належить до галузі оптичної термометри і може бути використаний для багатокольорової пірометри випромінювання об'єктів з будь-яким стабільним та змінюваним спектральним розподілом коефіцієнту випромінювання (s) та пропускання проміжного середовища (х) Відомий спосіб вимірювання температури (Пат 5772323 США, МПК G 01 J 5/00 Temperature determining device and process / Ralph A Felice Опубл 30 06 1998), при якому в робочому спектральному діапазоні вимірюються двокольорові температури для різноманітних комбінацій довжин робочих хвиль (10 або більше вимірювань), після чого температура об'єкту розраховується як середнє арифметичне отриманих значень кольорових температур До недоліків цього способу можна віднести те, що для монотонних спектральних розподілів коефіцієнту випромінювання всі двокольорові температури будуть знаходитися або вище реальної температури об'єкту для спадаючих, або нижче - для зростаючих спектральних розподілів є, при цьому похибки вимірювань можуть значно перевищувати припустимі значення раховується температура сплаву Основні недоліки цього способу полягають у тому, що він складний у технічній реалізації та потребує стороннього випромінювального пристрою Найбільш близьким до способу, що заявляється є спосіб корекції впливу коефіцієнту випромінювання для термометрів випромінювання (Пат 4659234 США, МПК G 01 J 5/00 Emissivity error correcting method for radiation thermometer/Brouwer Опубл 21 03 1987) Спосіб призначений для вимірювання реальної температури об'єктів з невідомим змінюваним коефіцієнтом випромінювання, шляхом вимірювання двокольорової температури (вважають, що вона вище реальної) та яркісної, яка нижча за реальну Після чого зразковим вимірювальним приладом визначають реальну температуру об'єкту Результат вимірювання яркісної або двокольорової температури коректують поправкою на коефіцієнт випромінювання, після чого визначають таке співвідношення яркісної та кольорової температур котре якнайменш залежало б від s Основний недолік способу полягає в тому, що двокольорова температура перевищує реальну температуру об'єкту тільки при зростаючому спектральному розподілу коефіцієнту випромінювання Наприклад, при зростаючому розподілі двокольорова та яркісна температури будуть нижче за реальну температуру об'єкту, а методичні похибки можуть значно перевищувати похибки класичної (енергетичної та двокольорової) оптичної термометри і тим паче - припустимі значення для технічних вимірювань Окрім цього, навіть при спадаю Відомий спосіб лазерної обробки і вимірювання температури сплавів (Пат 17385 Україна, МПК G 01 К 11/00 Спосіб лазерної обробки і вимірювання температури сплавів/ Л Ф Жуков Опубл 31 10 97 Бюл № 5), при якому вимірюються яскравості зони лазерного впливу з урахуванням відбитого лазерного випромінювання та без нього, по результатах цих двох вимірювань з урахуванням температури випромінювання самого лазера роз (О ю ю чому спектральному розподілу коефіцієнту випромінювання методичні похибки збільшуються внаслідок значної асиметрії умовних температур (яркісної і двокольорової) відносно реальної температури об'єкту, через це збільшується вплив s на результат вимірювання Також спосіб використовує складний алгоритм визначення температурної поправки В основу даного винаходу покладено задачу, підвищення точності температурних вимірювань на об'єктах з невідомим змінюваним коефіцієнтом випромінювання та спрощення алгоритму настройки багатокольорових пірометричних систем на об'єкті Поставлена задача вирішена тим, що спосіб вимірювання температури, що складається з вимірювання пірометром умовних температур об'єкту та визначення по умовним температурам його реальної температури, ВІДПОВІДНО до винаходу пірометром вимірюють дві трикольорові, або більш високих порядків температури одна з яких вища, а інша нижча за реальну температуру об'єкту, після чого реальну температуру визначають як середнє арифметичне цих двох кольорових температур Спосіб вимірювання температури реалізується наступним чином Вимірюються дві трикольорові або більш високих порядків температури, одна з яких буде вища, а інша нижча за реальну температуру об'єкту При цьому значення реальної температури визначатиметься, як середнє арифметичне цих двох кольорових температур В процесі вимірювань при ЗМІНІ спектрального розподілу коефіцієнту випромінювання, похибки кольорових температур можуть змінюватись за величиною, але при цьому залишатись приблизно рівними за абсолютним значенням Це зумовлюється тим, що в способі використовують кольорові температури 54756 одного порядку, похибки яких при ЗМІНІ спектрального розподілу коефіцієнту випромінювання зберігають симетрію відносно реальної температури об'єкту Наприклад, при вимірюванні температури вольфраму в діапазоні 1200 1600°С методичні похибки яркісного пірометра сягатимуть ±18°С, двокольорового - ±11 °С Похибка прототипу для спектрального розподілу s вольфраму, яке є спадаючим, складатиме ±4°С, за рахунок асиметрії кольорової та яркісної температур відносно реальної Проте для зростаючих спектральних розподілів коефіцієнту випромінювання кольорова і яркісна температури будуть нижче реальної і похибки щонайменш дорівнюватимуть похибкам двокольорового пірометра Спосіб, що заявляється, на вольфрамі матиме похибку ±2°С, що у 2 рази менша ніж у прототипу, а при ЗМІНІ нахилу спектрального розподілу s кольорові температури які визначають результат вимірювань зберігатимуть симетрію відносно реальної температури об'єкту, що забезпечить значно нижчу похибку, аніж у прототипу Використання запропонованого способу дозволяє підвищити точність температурних вимірювань на об'єктах з невідомим змінюваним коефіцієнтом випромінювання шляхом зменшення методичної похибки за рахунок використання кольорових температур високих порядків, що розташовані симетрично відносно реальної температури, а також без додаткових технічних засобів значно спростити настройку багатокольорових пірометричних систем на об'єкті за рахунок спрощення алгоритму визначення реальної температури Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24