Бесконтактный способ измерения температур

 

опислния

ИЗОЬРЕтЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 12.10.72 (21) 1837551/18-10 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 25.05.75. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 19.05.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. И. Корсунский, А, Д. Волчек и В. Е. Медведев

Икститут ядерной физики АН Казахской ССР (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР

a(=-;) = eD+

Известны бесконтактные способы измерения температуры, основанные на строгих теоретических соотношениях между формой спектрального распределения интенсивностей монохроматических компонент в потоке излучения и температурой тела.

В случае реальных тел форма спектрального распределения интенсивностей монохроматических компонент оказывается не только функцией температуры, но зависит и от состояния поверхности излучающего тела.

Различие характера излучения реального и абсолютного черного тела привело к введению понятия об условной температуре реальных тел.

Для перехода от условных температур к действительным необходимо знать значение спектральной излучательной способности реальных тел, которые зависят от агрегатного состояния, структуры, химического состава и геометрии поверхности. Предлагаемый спосоо измерения температуры отличается от известных тем, что с целью повышения точности в определении температуры и полу-1ения показаний, мало зависящих от велич:1чы и характера распределения спектрального коэффициента черноты излучающего тела, измеряют возбуждаемые потоком излучения нагретого тела, стационарные значения аномальной фотопроводимости, например, активированной ртутью пленки аморфного селена.

Известно, что при облучении образца аморфного селена, активированного в парах ртути и охлажденного до температуры кипения азота, монохроматическим светом с энергией квантов е; и интенсивностью L; в нем устана вли вается проводимость о(е;). где е — заряд электрона, 15

U+ — подвижность дырок в селене, Кт — коэффициент поглощения селеном данного монохроматичеокого излучения, S; — парциальное сечение по отношению к процессу освооожденпя квантом света с энаргиен е; электрона пз удерживающего центра, P; — квантовьш выход для процесса попадания электрона в удерживающие центры.

Из формулы 1 .видно, что проводимость не зависит от интенсивности монохроматического света.

Кинетическое уравнение при освещении аномальнсфотопроводящего образца селена многокомпонентным световым потоком имеЗ0 ет следу1ащий вид:

474699 и 11 К;31L; — q ", S;L;;, Й!

1=-1

6с

В стационарном состоянии — — — =- О, . К,З,/., о,(=-;, .-„..., =-, ) = eU+ =

> S,L.!

4) оL;(=-; Т) — ",, 1

1/г

e — 1

Предмет изобретения (6) 40 л

Е3

LS()e1i-, -1 .(-) s() Ä(>Ä т) T{ 11 1 1!) (7) 3

J 5(е) a()„T) Де

-11

Составитель Л. Харламова

Текред 3. Тараненко

Редактор А. Морозова

Корректор В. Гутман

Заказ 235/697 Изд. ¹ 841 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 1К-35, Раушскаи наб., д, 4/5

Тии. Харьк. фил. пред. «Патент»

1 где !7 — число заполненных удержива1ощих центров.

Д кд/.! следовательно: q— (3)

1.= 1

Таким образом, при освещении аномальнофотопроводящего образца пол4!хроматическим световым потоком с энергией квантов отде II,!!bi# компонентов от е; до е„определяется выражением

Интенсивность монохроматического потока излучения L; в спектре черного тела определяется формулой Планка:

Подставив 5 в 4 и устремив (e; — е;11) - О имеем и

L (-=) (е) —,:,„„от(е1, 1 - л) В результате учета коэффициента излучения а(л;Т) величина проводимости определяется выражением:

Лнаг!из этой формулы показывает, что измеряемая величина аномальной фотопроводимости слабым образом зависит от изменения спектральных, коэффициентов черноты для реальных тел.

Таким образом, данный способ измерения температуры позволяет определить значения температуры реальных тел, близкие к дейст10 в:!тельны!м.

Температуру тела .измеряют следующим образом. Аномально проводящую пленку аморфного селена освещают потоком излуче15 ния OT исследуемого объекта, находящегося от температуры Т,. После установления стационарнî-о значения световой проводимости освещение прекращается. B течение некоторого времени после прекращения освещения происходит изменение проводимости до установления стационарного значения аномальной фотопроводимости о,„(Т,) . Значение

o...,(Т!) остается неизменным, если пленку селена не подвергать световому воздействию

25 другого спектрального состава.

После облучения пленки излучением другого спектрального соста ва устанавливается новый уровень аномальной проводимости. Величина аномальной фотопроводимости пленки аморфного селена не зависит от интенсивности ветоло"o потока и однозначно определяется только формой спектра, т. е. температурой излучателя.

По величине аномальной проводимости, имея градуировочную кривую, определяют температуру и сследуемого объекта.

Бесконтактный способ измерения температур нагретых тел, заключающийся в изменении фотопроводимости под воздействием энергии излучения нагретых тел, отлича1о45 икайся тем, что, с целью повышения точности в определении температуры и получения показаний, мало зависящих от величины и характера распределения спектрального коэффициента черноты излучающего тела, измеряют возбуждаемые потоком излучения нагретого тела, стационарные значения анома IbHOH фотопроводимости, например, активированной ртутью пленки аморфного селена.