+7 (812) 42 55 664

Модели АЧТ

Как связаны абсолютно чёрное тело и тепловизор?

Абсолютно чёрное тело — это объект, который поглощает всё направленное на него э/м излучение и ничего не отражает. Не стоит опираться на само название, чтобы определить цвет тела. Оно испускает широкий диапазон э/м волн. Из-за их различных параметров тело может оказаться не чёрного цвета, а золотистого, алого и других цветов. Название этому объекту в 1862 году дал Г. Кирхгоф.

Абсолютно чёрное тело используют при таких задачах, как калибровка и поверка пирометров, тепловизоров, ИК-камер, калибровка спектральных радиометров и спектрографических анализаторов.

Тепловое излучение тел является одним из источников информации о температуре этих тел и может быть использовано для его измерения. Раздел температурных измерений, который изучает методы и средства измерения температуры тел по их тепловому излучению, называется пирометрия. Приборы, измеряющие температуру бесконтактным методом по тепловому излучению, называются пирометрами и тепловизорами.

По принципу измерения пирометры бывают: монохроматические, полного излучения, частичного излучения и спектрального отношения. Градуировка монохроматических пирометров, а в некоторых случаях и пирометров спектрального отношения может проводиться по температурным лампам, а остальных типов пирометров и тепловизоров по моделям абсолютно черных тел (АЧТ), причем таких пирометров, выпускаемых в настоящее время, абсолютное большинство.

Поэтому применение моделей АЧТ для градуировки пирометров и тепловизоров является актуальным. По конфигурации полости модели АЧТ могут быть сферическими, цилиндрическими, коническими Температурный диапазон моделей АЧТ очень широк — от минус 50ºС до плюс 2500ºС. От температурного диапазона зависит размер выходного отверстия излучателя (определяется показателем визирования градуируемых пирометров), а также способ нагрева (или охлаждения) модели АЧТ.

Такие модели АЧТ выпускает компания «МЕТРОПИР» по заказам. Все эти модели снабжены высокоточными регуляторами температуры и различными устройствами для автоматизации измерений.

 

Диапазон рабочих температур

Оптимальная апертура (диаметр поля зрения)

Способ нагрева/охлаждения

Название АЧТ,

производимого

«МЕТРОПИР».

от - 30ºС до 80ºС

ø70..100 мм

на элементах Пельтье

ОИ АЧТ «Деметра», «Деметра-М»

от 50 до 500ºС

ø60..70 мм

печи сопротивления с полостью из Al сплавов с покрытием

ОИ АЧТ «Медея»

100ºС до 1200ºС

ø40..50 мм

печи сопротивления (в т.ч. на тепловой трубе)

ОИ АЧТ «Электра», «Электра+»

800ºС до 1500ºС

ø 25..30 мм

нагреватели на электропроводной керамике

ОИ АЧТ «Гелиос»

 

 

Схема расположения конструктивных элементов излучателя, в зависимости от его модификации, представлена на рисунках 1- 5:

Рисунок 1 - Схема расположения конструктивных элементов ОИ АЧТ «Деметра» и ОИ АЧТ «Деметра-М»

1- радиаторы; 2 - термоэлектрические модули; 3 - коническое дно;

4 - металлический стакан; 5 - чувствительный элемент; 6 - теплоизоляция; 7- корпус

 

Рисунок 2 - Схема расположения конструктивных элементов ОИ АЧТ «Медея»

1- теплоизоляция; 2 - нагреватель; 3 - металлическая труба;

4 - дно полости излучателя; 5 - чувствительный элемент; 6 – корпус

 

Рисунок 3 - Схема расположения конструктивных элементов ОИ АЧТ «Электра» и «Электра+»

1 - теплоизоляция; 2 - нагреватель; 3 - труба; 4 - коническое дно; 5 - чувствительный элемент; 6 - металлический стакан; 7- корпус

 

Рисунок 4 - Схема расположения конструктивных элементов ОИ АЧТ «Гелиос»

1 - токоподводы нагревателя; 2 - металлокерамический нагреватель; 3 - чувствительный элемент; 4 - жаростойкая изоляция; 5 - корпус; 6 - дно полости излучателя

 

 

Принцип действия излучателя ОИ АЧТ 50/1500 основан на формировании в полости (на излучающей поверхности) нормированного теплового потока в соответствии с законами излучения Планка и Стефана-Больцмана.
Температура внутри полости излучателя формируется посредством нагрева (охлаждения) при пропускании электрического тока через исполнительный элемент, в качестве которого выступает, в зависимости от модификации, нагревательный резистивный элемент или комплект двухкаскадных термоэлектрических модулей. Измерение текущей температуры осуществляется посредством контактного датчика температуры. В таблице 6 приведены типы применяемых датчиков температуры:

Таблица 6 - Типы датчиков

Модификация

Датчик температуры

ОИ АЧТ «Деметра»

Термометр сопротивления ЭЧП-001

ОИ АЧТ «Деметра-М»

ОИ АЧТ «Медея»

Эталонный термометр сопротивления ЭТС-100

ОИ АЧТ «Электра»

Термоэлектрический преобразователь гр. ППО (S)

ОИ АЧТ «Электра+»

ОИ АЧТ «Гелиос»

Термоэлектрический преобразователь гр. ПР 30/6 (B)

 

В модификациях ОИ АЧТ «Деметра» и ОИ АЧТ «Деметра-М» для задания и поддержания необходимой температуры теплоносителя применен серийно выпускаемый охладитель воды. В конструкцию излучателя дополнительно включена помпа, которая предназначена для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе охлаждения излучателя и индикатор движения жидкости (ИДЖ), информирующий оператора о циркуляции теплоносителя и работоспособности помпы.
Задание температуры теплоносителя осуществляется путем нажатия кнопок для повышения и понижения значения уставки температуры воды, расположенных на передней панели охладителя воды. Там же расположена кнопка «SET» для просмотра и изменения уставки температуры воды. Значение текущей температуры теплоносителя индицируется на дисплее. Более подробно конструкция и работа охладителя воды описана в соответствующем руководстве по эксплуатации.