Портативний пристрій для виміру температури в теплообмінниках

1. Портативний пристрій для виміру температури в теплообмінниках, що містить вимірювальний пристрій, електрично зв'язаний з принаймні одним термочутливим елементом, установленим з можливістю утворення зв'язку по тепловому випромінюванню з поверхнею тепловидільної труби теплообмінної установки, який відрізняється тим, що він додатково оснащений цанговим розпором, виконаним з можливістю розміщення в тепловидільній трубі, який обладнаний сальником і закріплений на одному кінці штока, інший кінець якого містить фланець, на внутрішній поверхні якого коаксіально штокові зафіксована одним кінцем пружина стиснення, інший кінець якої механічно з'єднаний з натискним фланцем, який закріплений на трубці, встановленій коаксіально штокові з можливістю взаємного поступального переміщення, на іншому кінці якої закріплений обмежувальний фланець, на зовнішній стороні якого закріплений коаксіально штокові фігурний сальник у вигляді цангових елементів, конічна виїмка якого виконана з можливістю утворення механічного зв'язку з конічною частиною цангового розпору, між обмежувальним фланцем і натискним фланцем на трубці закріплений опорний диск з рівномірно розподіленими на ньому принаймні трьома вікнами з кварцового скла, крайка опорного диска обладнана ущільнювальним сальником, між опорним диском і натискним фланцем на трубці коаксіально на підшипнику установлений вимірювальний диск із електроізоляційного матеріалу з можливістю обертан 2 (19) 1 3 77777 Винахід відноситься до спеціальних пристроїв, що підводять теплове випромінювання від вимірювального об'єкта до термочутливого елемента, який діє за принципом порівняння з еталонним випромінюванням, і, може бути використаний в наукових дослідженнях, у промислових теплообмінних установках та інших теплових машинах. Відомо експериментальний пристрій для виміру температури стінки труби теплообмінної установки [Дядякин Б.В., Лельчук В.Л. Экспериментальное исследование теплоотдачи от стенки трубы к газу при больших температурных напорах. Раздел "Экспериментальный участок". В кн.: Теплообмен при высоких тепловых нагрузках и других специальных условия х /Сборник статей под редакцией А.А. Арманда. - Москва - Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1959. - С. 70-71.], що містить термопари, притиснуті перев'язками з ніхромового дроту через тонку слюдяну прокладку. Хибою даної конструкції є інерційність, пов'язана з теплопровідністю слюдяної прокладки і неможливість вимірювання температури у випадку термодинамічних стрибків, викликаних турбулентністю теплоносія. Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого винаходу є експериментальний пристрій для виміру температури стінки труби теплообмінної установки [Дорощук В.Е., Фрид Ф.П. Исследование критических тепловых нагрузок. В кн.: Теплообмен при высоких тепловых нагр узках и други х специальных условиях/ Сборник статей под редакцией А.А. Арманда. - Москва - Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1959. - С. 23-29.], що містить термопари, приварені до стінки труби, електроди яких приєднані до гальванометрів. Недоліком даного експериментального пристрою є неможливість одержання реального розподілу температури на різноманітних ділянках труби при нестійких термодинамічних характеристиках теплоносія, викликаних його турбулентністю. Задачею винаходу є одержання безінерційного експериментального пристрою для виміру температури в теплообмінниках, який спроможний з високою точністю контролювати температуру з можливістю вільного вибору локальних ділянок тепловиділяючої труби. Поставлена задача вирішується тим, що експериментальний пристрій для виміру температури в теплообмінниках, що містить гальванометр, електричне зв'язаний з принаймні, однією термопарою, установленою з можливістю утворення зв'язку по тепловому випромінюванню з поверхнею труби теплообмінної установки, гальванометр виконаний у вигляді вимірювального пристрою, термопара виконана у вигляді термочутливого елемента, труба теплообмінної установки виконана у вигляді тепловиділяючої труби, експериментальний пристрій для виміру температури в теп 4 лообмінниках виконаний портативним у вигляді цангового розпору, виконаного з можливістю розміщення в тепловиділяючій трубі, який забезпечений сальником і закріплений на штоку, інший кінець якого містить фланець, на внутрішній поверхні якого коаксіальне штокові зафіксована пружина стиснення, інший кінець якої механічно пов'язанийз натискним фланцем, який закріплений на трубці, встановленій коаксіальне штокові з можливістю взаємного поступального переміщення, на іншому кінці якої закріплений обмежувальний фланець, на зовнішній стороні якого закріплений коаксіальне штокові фігурний сальник у вигляді цангових елементів, конічна виїмка якого виконана з можливістю утворення механічного зв'язку з конічною частиною цангового розпору, між обмежувальним фланцем і натискним фланцем на трубці закріплений опорний диск з рівномірно розподіленими, принаймні, трьома вікнами з кварцового скла, крайка опорного диска обладнана ущільнювальним сальником, між опорним диском і натискним фланцем на трубці коаксіальне на підшипнику установлений вимірювальний диск із електроізоляційного матеріалу з можливістю обертання, на якому закріплені концентричне кільцеві знімачі струму, між вимірювальним диском та натискним фланцем на трубці коаксіальне закріплене електроізоляційне кільце, на якому закріплені щітки з можливістю утворення електричного контакту з кільцевими знімачами струму, щі тки електричне сполучені з зазначеним вимірювальним пристроєм, зовнішня крайка вимірювального диска виконана з можливістю утворення фрикційного механічного зв'язку з двигуном обертання, поверхня опорного диска, вільна від вікон, площина якої звернена до площини вимірювального диска, вкрита еталонним прошарком у вигляді аналога абсолютно чорного тіла, кільцеві знімачі струму електричне зв'язані з полюсами термочутливого елемента, виконаного, наприклад, у вигляді піроелектричного кристала, закріпленого на вимірювальному дискові з можливістю утворення оптичного зв'язку через вікна опорного диска з внутрішньою поверхнею тепловиділяючої труби, за допомогою, принаймні, трьох скісних дзеркал, закріплених на вн утрішній поверхні обмежувального фланця, сальники виконані у вигляді розпірного ущільнювального компоненту між стінками тепловиділяючої труби та відповідними конструктивними компонентами, входом пристрою є скісні дзеркала, а виходом - вимірювальний пристрій. Еталонний прошарок у вигляді аналога абсолютно чорного тіла виконаний, наприклад, із платинової черні або чорного оксамиту. Піроелектричний кристал виконаний у вигляді, наприклад, х-у зрізу кристала турмаліну або сульфату літію. Піроелектричний кристал обладнаний захисною оболонкою, наприклад, із кварцового скла. Цангові елементи фігурного сальника виконані, наприклад, у вигляді трьох пелюстків. Електричне з'єднання щіток із 5 77777 6 вимірювальним пристроєм виконано за допомогою тричного контакту з кільцевими знімачами струму екранованого кабелю. 18. Щітки 20 електричне сполучені із Оскільки зазначені відмітні ознаки відсутні в вимірювальним пристроєм 21. Зовнішня крайка 22 прототипу, запропонований пристрій відповідає вимірювального диска 17 виконана з можливістю критерію "новизна". утворення фрикційного механічного зв'язку із двиТаким чином, в отриманого пристрою гуном обертання 23. з'являється властивість, що за рахунок конструкПоверхня опорного диска 13, вільна від вікон тивних особливостей і властивостей використову14, площина якої звернена до площини ваних компонентів дає можливість одержати вимірювального диска 17, - вкрита еталонним безінерційний експериментальний пристрій для прошарком 24 у вигляді аналога абсолютно чорновиміру температури в теплообмінниках, який дозго тіла. Кільцеві знімачі струму 18 електричне воляє з високою точністю контролювати темперазв'язані з полюсами термочутливого елемента 25, туру з можливістю вільного вибору локальних виконаного, наприклад, у вигляді піроелектричного ділянок тепловиділяючої труби. кристала. Він закріплений на вимірювальному дисУ [Та Y. Action of radiation on pyroelectric crysку 17 із можливістю утворення оптичного зв'язку tals. - Comptes rendus hebdemadaires des seances через вікна 14 опорного диска 13 із внутрішньою de 1'Academie des sciences, Paris. Serie B. Sciences поверхнею тепловиділяючої труби 1 за допомоPhysiques, 1938, В 207, № 18. - P. 1042-1044.] гою, принаймні, трьох скісних дзеркал 26, вперше описаний приймач інфрачервоного (14) закріплених на вн утрішній поверхні обмежувальновипромінювання, у якості чутливого елемента якого фланця 9. го використовувався піроелектричний кристал Сальники 3 та 15 виконані у вигляді розпірного турмаліну. ущільнюючого компонента між стінками теплоТурмалін, як і інші піроелектричні кристали виділяючої труби 1 і відповідними конструктивнибезпосередньо перетворюють теплову енергію в ми компонентами 2 та 13. електричну. Немає необхідності в додаткових приВходом пристрою є скісні дзеркала 26, а вихостосуваннях, у наявності електричного поля і джедом - вимірювальний блок 21. Еталонний прошарела електричної енергії. Повинна бути лише рок 24 у вигляді аналога абсолютно чорного тіла зміна температури кристала - нагрівання або оховиконаний, наприклад, із платинової черні або лодження, і, на поверхні кристала з'являться елекчорного оксамиту. Піроелектричний кристал 25 тричні заряди. виконаний у вигляді, наприклад, x-y зрізу кристала На Фіг. 1 поданий подовжній розріз "Експеритурмаліну або сульфату літію. Піроелектричний ментального пристрою для виміру температури в кристал 25 обладнаний захисною оболонкою (у теплообмінниках". графічних матеріалах не подана), наприклад, із Експериментальний пристрій для виміру темкварцового скла. Цангові елементи фігурного ператури в теплообмінниках, виконаний портативсальника 10 виконані, наприклад, у вигляді трьох ним із можливістю розміщення в тепловиділяючій пелюстків (у графічни х матеріалах не подані). трубі 1 (Фіг. 1), містить цанговий розпір 2, що обЕлектричне з'єднання щіток 20 із вимірювальним ладнаний сальником 3 і закріплений на штоку 4, пристроєм 21 виконано за допомогою екранованоінший кінець якого містить фланець 5, на го кабелю 27. внутрішній поверхні котрого коаксіальне штокові 4 Тепловиділяюча труба 1 є об'єктом зафіксована пружина стиску 6, інший кінець якої дослідження динамічних температурних процесів механічно пов'язаний із натискним фланцем 7, теплообмінних систем. Цанговий розпір 2 служить який закріплений на трубці 8, установленій кодля установки та фіксації в досліджуваному об'єкті аксіальне штокові 4 із можливістю взаємного попри проведенні вимірювальних і дослідницьких ступального переміщення. На іншому кінці трубки робіт. Сальник 3 забезпечує додаткову фіксацію 8 закріплений обмежувальний фланець 9, на цангового розпору 2 у тепловиділяючій трубі 1. зовнішній стороні якого закріплений коаксіальне Шток 4 є несучим елементом конструкції приштокові 4 фігурний сальник 10 у вигляді цангових строю. Фланець 5 разом із цанговим розпорем 2 елементів. Конічна виїмка 11 фігурного сальника забезпечують конструктивну жорсткість нерухомої 10 виконана з можливістю утворення механічного частини пристрою. Пружина стиску 6 забезпечує зв'язку з конічною частиною 12 цангового розпору фіксоване положення пристрою в досліджуваному 2. об'єкті в момент проведення вимірювань. НатискМіж обмежувальним фланцем 9 та натискним ний фланець 7 разом із трубкою 8 і обмежувальфланцем 7 на трубці 8 закріплений опорний диск ним фланцем 9 забезпечують конструктивну 13 із рівномірно розподіленими, принаймні, трьома жорсткість рухомої частини пристрою і несучої вікнами 14 із кварцового скла. Крайка опорного конструкції термочутливи х компонентів. Фігурний диска 13 обладнана ущільнюючим сальником 15. сальник 10 у вигляді цангових елементів забезпеМіж опорним диском 13 та натискним фланцем 7 чує фіксацію пристрою в досліджуваному об'єкті за на трубці 8 коаксіальне, на підшипнику 16 устарахунок защемлення конічної частини 12 цанговоновлений вимірювальний диск 17 із елекго розпору 2 конічною виїмкою 11 фігурного сальтроізоляційного матеріалу з можливістю обертанника 10. ня, на якому закріплені концентричне кільцеві Опорний диск 13 виконує теплову ізоляцію лознімачі струму 18. Між вимірювальним диском 17 калізованої вимірюваної ділянки тепловиділяючої та натискним фланцем 7 на трубці 8 коаксіальне, труби 1 від впливу зовнішнього середовища. Вікна закріплене електроізоляційне кільце 19, на якому 14 із кварцового скла, розміщені на опорному дисзакріплені щітки 20 із можливістю утворення елекку 13, забезпечують термоізоляцію локалізованої 7 77777 8 вимірюваної ділянки і служать оптичним каналом Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в канапередачі теплового випромінювання від лах. М.: Ма шиностроение, 1981. - 205 с.), де роздосліджуваної ділянки для вимірювання. роблений метод інтенсифікації теплообміну за Ущільнювальний сальник 15, яким обладнана допомогою періодично розташованих на поверхні крайка опорного диска 13, разом із сальником 3 та труби канавок, створених накаткою. Автори встафігурним сальником 10 забезпечують фіксовану новили закономірність зміни тепловіддачі на жорсткість установки пристрою в тепловиділяючій стінках із дискретною турбулізацією потоку і затрубі 1. пропонували розрахункові співвідношення для Підшипник 16 забезпечує вільне обертання на труб і кільцевих каналів. трубці 8 вимірювального диска 17 із елекЗакручування потоку киплячої рідини призвотроізоляційного матеріалу. Вимірювальний диск 17 дить до росту його лінійної швидкості, появі є несучою конструкцією термочутливої частини відцентрового поля масових сил і вторинних попристрою та її зв'язку із вимірювальною частиною. токів між пристінним прошарком та ядром, що Кільцеві знімачі струму 18 забезпечують елекобумовлює деяке збільшення коефіцієнта тептричний зв'язок між термочутливою частиною приловіддачі і підвищення густини теплового потоку строю та його вимірювальною частиною в момент [Алимов Р.З. Гидравлическое сопротивление и обертання вимірювального диска 17. Електепломассообме.н в закрученном потоке// Инж.троізоляційне кільце 19, закріплене коаксіальне на физ. журн. - 1966. - 10, №4. - С. 437.), (Ланкевич трубці 8, забезпечує електричну ізоляцію меВ.И., Перепелица Н.И., Сапанкевич А.П. Интенсиханічної конструкції пристрою від його електричної фикация теплосъема в труба х с внутренним винчастини. Щітки 20, закріплені на електовым оребрением/УТеплоэнергетика. - 1980. троізоляційному кільці 19, забезпечують передачу №4. - С. 22-24.]. електричних параметрів вимірюваної температури Автори статті [Орнатский А.П., Чернобай В.А., від кільцевих знімачів струм у 18 до Васильєв А.Ф. и др. Исследование кризиса тепловимірювального пристрою 21, який служить для отдачи с завихрением и без завихрения потока на відображення вимірюваних термодинамічних павходе в кольцевой канал// Теплофизика и теплораметрів у формі, зручній для сприйняття. техника. - 1972. - Вып. 21. - С. 37-41.] встановили, Зовнішня крайка 22 вимірювального диска 17 що при закрутці потоку на вході в кільцевий канал служить для утворення фрикційного механічного критичні щільності теплового потоку зв'язку з двигуном обертання 23, що забезпечує збільшувалися в 1,5-2 рази на зовнішній поверхні і обертання вимірювального диска 17. зменшувалися на внутрішній внаслідок радіальної Еталонний прошарок 24, у вигляді аналога абспрямованості поля масових сил. солютно чорного тіла, яким вкрита поверхня опорВ даний час вивчення впливу закрутки потоку ного диска 13, вільна від вікон 14, дозволяє термона кризу тепловіддачі при кипінні характеризується чутливому компоненту пристрою вимірювати роботами прикладного значення і слабкого розвиттемпературу за порівняльним випромінюванням ку теоретичних та експериментальних досліджень. від реального об'єкта (стінки тепловиділяючої труТочність виміру температури поверхні залежить: би 1) та від зазначеного еталонного прошарку 24. від точності розташування спайки термопари; від Термочутливий елемент 25, виконаний, наприкякості контакту між поверхнями тепловиділяючої лад, у вигляді піроелектричного кристала, труби і термочутливим елементом; від часу конзакріпленого на вимірювальному диску 17, перетакту термочутливого елемента з поверхнею тептворює теплове випромінювання від стінок теплоловиділяючої труби; від матеріалу термочутливого виділяючої труби 1 через вікна 14 опорного диска елемента. Ці всі залежності (що є хибами в зазна13. Скісні дзеркала 26, закріплені на внутрішній чених аналогу і прототипі) не забезпечують одерповерхні обмежувального фланця 9 передають жання реальних результатів про досліджуваний теплове випромінювання від стінок теплопроцес теплообміну. виділяючої труби 1 через вікна 14, - на термочутПристрій працює таким чином. ливий елемент 25. Екранований кабель 27 слуПеред розміщенням експериментального прижить для виключення впливу зовнішніх строю в тепловиділяючу тр убу 1 потрібно стиелектричних наводок у процесі вимірювання темскаючи натискний фланець 7 відносно фланця 5, ператури. між якими встановлена пружина стиску 6, і, утриПіроелектричний кристал 25 обладнаний замуючи пружину 6 у стисн утому стані, поміщають хисною оболонкою (у графічних матеріалах не цанговий розпір 2 у тепловиділяючу трубу 1. Коли подана), наприклад, із кварцового скла для виклюопорний диск 13 із сальником 15 виявиться в тепчення впливів повітряних потоків на ловиділяючій трубі 1, - звільняють натискний флапіроелектричний кристал 25 при обертанні нець 7. При цьому пружина стиску 6 прийме вимірювального диска 17. вихідне положення, і, фігурний сальник 10 своєю Теоретичне й експериментальне дослідження конічною виїмкою 11 зафіксується на конічній часконвективного теплообміну подане в [Калинин тині 12 цангового розпору 2, защемляючи цим (під Э.К., Дрейцер Г.А., Закирова С.Г. и др. Комплекстиском пружини стиску 6) пристрій у теплоное исследование теоретических и практических виділяючій трубі 1. проблем интенсификации теплообмена в трубчаТеплове випромінювання від стінок теплотых теплообменных аппаратах с однофазными и виділяючої труби 1, через скісні дзеркала 26 буде двухфазными теплоносителями// Тепломассообпотрапляти через вікна 14 із кварцового скла, розмен - VI. - Минск: ИТМО АН БССР, 1980. - T.1. ташовані на опорному диску, на приймальну пло4.1. - С. 100-111.] та (Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., 9 77777 10 щадку піроелектричного кристала 25, установлеликати спонтанну електричну поляризацію кристаного на вимірювальному диску 17. ла, що буде передаватися через кільцеві знімачі У книзі (М.П.Шаскольская. Очерки о свойствах струму 18 і щітки 20 за допомогою екранованого кристаллов. - М.: На ука, 1978. - С. 108-109.) прикабелю 27 на вимірювальний пристрій 21. ведені такі характеристики піроелектричних криВитягають експериментальний пристрій із тесталів: пловиділяючої труби 1, або змінюють локалізацію "Пироэлектрический кристалл чутко улавливавимірюваних ділянок її стінок повторним натисканет и регистрирует самые ничтожные колебания ням натискного фланця 7 і фланця 5. температуры. Розглянемо випадок одномірної задачі на приПироэлектрические кристаллы применяют кладі обміну тепловою енергією між стінками тептам, где нужно обнаружить и регистрировать ловиділяючої труби 1 та піроелектричним кристаочень малые изменения температуры. Прибор с лом 25. При стаціонарному теплообміні повинна таким кристаллом дотримуватись рівність может уловить и измерить изменение темпеq (2) Ñ2 t + v = 0 ратуры вплоть до 10~ градуса. Особенно ценно то, l что пироэлектрические приемники тепла могут j де Ñ 2 t - оператор Лапласа; регистрировать очень быстро меняющиеся теплоqv - об'ємне тепловиділення, Дж/м 3; вые потоки, вплоть до миллионов колебаний в l, - коефіцієнт теплопровідності матеріалу секунду." стінки, яка виділяє тепло, Вт/м °К. Проте, Тому піроелектрики незамінні для прийому і піроелектричний ефект - явище анізотропне, елекреєстрації високочастотних коливань. трична поляризація виникає лише в точно визнаАналогічними властивостями і навіть більш чених напрямках; наприклад, у турмаліну - біля вираженими володіють такі штучно вирощені кривершин його тригранних стовпчиків. Якщо турстали як титанат барію, тригліцинсульфат, сегнемалінову платівку товщиною в 1 това сіль, сульфат літію, ніобат та танталат літію» міліметр нагріти на десять градусів, на ній молібдат гадолінію і багато інших синтетичних з'явиться заряд приблизно в 5·10-9 кулон/см 2, тобкристалів. то створитися різниця потенціалів біля 1,2 Піроелектричний ефект полягає в тому, що кіловольт. при нагріванні кристала в ньому з'являється елекПри постійній температурі T0 на тричне поле. Напруженість електричного поля піроелектричному кристалі 25, коли потужність сама собою полярна. У результаті зміни темперапотоку випромінювання що переривається W(t) = тури на кінцях кристала з'являються заряди - плюс 0, система кристал і мінус. - електроди в цілому електронейтральна, тобВідповідно до того, що потужність W вито стр ум у колі буде відсутнім. промінювання Якщо на чутливий елемент падає потік ви(1) W=m·c·(Dt) промінювання W(t), то під його дією чутливий елезалежить від маси кристала т, теплоємності мент нагрівається і його спонтанна поляризація кристала с і градієнту температури Лґ, відповідно, зменшується. При цьому на електродах чутливого то навіть при найменшій масі можна одержати елемента звільняються заряди і через опір RH достатню потужність. Амплітуда електричного сигвимірювального пристрою 21 почне протікати налу, вироблюваного піроелектричною платівкою струм /. залежить від швидкості зміни температури. На Якщо тривалість опромінення значно більша, пірокристал практично не впливає повільна зміна ніж час установлення середньої температури чуттемператури, тому що він до неї не чутливий. Його ливого елемента і постійна розряду С KRRH (СKR властивість - це реакція на швидкі зміни темпераємність чутливого елемента), то в якійсь момент тури. часу t2 струм I стане близьким до нуля: У [Кенциг В. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. - М.: Изд-во иностр. лит., 1960. - 234 с.) dP dT (3) I = A0 c = A0g та (Chen P.S., Geusic J.E., Kurtz S.K., Skinner J.G., dt dt Wemple S.H. Light modulation and beam deflection де A0 - розмір приймальної площадки чутливоwith potassium tantalate - niobate crystals.- Journal of го елемента; Applied Physics, 1966 Vol. 37, № 1. - P. 388-389.] dP проводилися дослідження електрооптичних влаg = c - піроелектричний коефіцієнт. dt стивостей кристалічних матеріалів. Якщо тепловий потік випромінювання W(t), що Для того щоб викликати перетворення теплопадає на чутливий кристал, вого випромінювання, що потрапляє на припинити, то на електродах кристала в пропіроелектричний кристал 25, необхідно за допомоцесі його остигання, так само як і при нагріванні гою двигуна обертання 23, який за рахунок звільняються заряди й у навантаженні знову фрикційного механічного зв'язку з крайкою 22 з'являється струм /. При досягненні вихідної темвимірювального диска 17, встановленого на ператури, струм І знову стане близьким до нуля. підшипнику 16 викликає обертання Коли падаючий на піроелектричний кристал 25 вимірювального диска 17. Під час обертання на тепловий потік випромінювання змінюється за запіроелектричний кристал 25 буде падати теплове коном випромінювання від стінок тепловиділяючої труби (4) W=W0 A0(1+ei·w ·t), 1 із почерговим випромінювання еталону аналога абсолютно чорного тіла 24. Ці зміни і будуть вик 11 де W0 - амплітуда промінювання; w - кутова частота; 77777 густини потоку ви i = -1 t -час, тоді рівняння теплового балансу прийме вигляд dT (5) c + G·Q = e1·W0 ·A 0 (1 + e i· w·t ) dt де с - теплоємність чутливого елемента; G - сумарний коефіцієнт тепловтрат; Q - середній приріст температури чутливого елемента піроелектричного приймача випромінювання; e1 - поглинальна спроможність приймальної площадки. Рішення рівняння запишемо у вигляді e1·A 0·W0 ·ei·w·t G + i·w·c підставляючи (6) у (3), одержимо Q= (6) e1·A 2· g·W0 ·i·w·ei·w· t 0 (7) G + i·w·c При використанні в якості піроелектричного кристала - плоско-паралельної платівки з площею A0 і товщиною d, можна одержати густину стр уму в кристалі в напрямку, що збігається з вектором поляризації, для однорідного і монодоменного кристала, спрямованому уздовж осі Х та збіжним з однією з головних осей тензора електропровідності та діелектричної сприйнятливості 1 ¶D x (8) j = jx + · 4 p ¶t I= де jx = s Ý ·Å x - густина струму провідності; õ s Ý - електропровідність. õ Після інтегрування вираження (7) за об'ємом кристала d A 0s Ý ò Åx ·dx + 0 ¶ ¶t d æ A 0e 1 d ö ç ÷ ç 4 p ò Å x·dx + A0 ò Pc x·d x ÷ = 0 è 0 0 ø (9) де Р - середнє значення спонтанної поляризації кристала, у результаті одержимо d dP d (10) I = (A 0 ·Pc ) = - A 0· c · dt dt dt Напругу в піроелектричному кристалі одержимо з формули (7) i·w·e1·A 2 ·g·W0·ei· w·t ·R0 0 (G + i·w·c )·(1 + i·w·C0 ·R0 ) де CQ = Сду + Ср; Cg; - вхідна ємність схеми; U= -1 R-1 = R-1 + R-1 + RBX ; 0 H KP (11) 12 RBX - вхідний опір схеми. Піроелектричні приймачі є термочутливими генераторами струму на відміну від термопар та болометрів. Вони особливо відрізняються швидкодією і їхньою нечутливістю до сталих теплових впливів. Дійсно подана вимірювальна система вимірює випромінювальну спроможність поверхні, яка залежить від властивостей матеріалу поверхні та її колірної температури. Температура поверхні тепловиділяючої труби 1 буде залежати від кольору поверхні, що випромінює (Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: для инженеров и студентов вузов. - Изд. седьмое, исправленное. - М.: "Наука" Главная редакция физикоматематической литературы, 1977. - С. 697.). Вимір температури зводиться до визначення значень випромінювальної (El,T) та поглинальної (Аl,T) спроможностей досліджуваних тіл (поверхні тепловиділяючої труби 1 та аналога абсолютно чорного тіла 24, відповідно) із двома різноманітними довжинами хвиль l1 та l2. Тоді відповідно до спрощеної формули Планка 2pc 2h - ehc / kl T l5 справедливої при hc l , T