Большинство современных цветовых пирометров, применяемых в промышленности, построено на принципе сравнения интенсив­ности излучения (яркостей) двух узких монохроматических участ­ков видимого спектра. Наибольший интерес представляют собой пирометры, использующие для оценки интенсивностей излучения фотоэлементы, так как это позволяет создать приборы, объективно и непрерывно измеряющие температуры.

Рис. 20. Упрощенная схема цветового пирометра ЦЭП-3

.

Интенсивность излучения каждого из двух участков спектра можно измерять своим фотоэлементом и, сравнивая фототоки от них, определять температуру. Однако с течением времени характе­ристики фотоэлементов изменяются неодинаково, что вносит погрешности в первоначальную градуировку прибора. Поэтому для определения интенсивности излучения обоих участков спектра пра­вильнее использовать один фотоэлемент.

На рис. 20 приведена в упрощенном виде схема цветового пирометра типа ЦЭП-3. Поток излучения от измеряемого тела Т поступает через объектив Об и диафрагму Д к обтюратору О,

вращаемому электрическим двигателем ЭД со скоростью 50 оборо­тов в секунду. На обтюраторе установлены два комплекта цветных стеклянных светофильтров СФ и КФ, пропускающих узкие диапа­зоны длин волн, соответствующих эффективным длинам синих и красных волн. В результате на фотоэлемент Ф поочередно попа­дают лучи то синей, то красной эффективной длины. Образующиеся импульсы фототока разной величины преобразуются в электронном усилителе ЭУ в сигналы, пропорциональные логарифму отношения фототоков — функции значения цветовой температуры.

Синхронный коммутатор СК позволяет усилителю ЭУ различать цвет входного сигнала. Результаты измерения фиксируются авто­матическим потенциометром АП.

Пирометром ЦЭП-3 можно измерять цветовые температуры в интервале 1400—2800°С. Весь этот интервал температур делится на поддиапазоны по 200—300°С, для каждого из которых исполь­зуется свой обтюратор со специально подобранными комплектами цветовых и поглощающих фильтров. Шкала пирометров ЦЭП-3 условная. Для перевода на цветовую температуру пользуются спе­циальными графиками для каждого поддиапазона измерения.

Допустимая погрешность и вариация показаний не должны пре­вышать 1 % от верхнего предела измерения соответствующего под­диапазона. В процессе эксплуатации за счет постепенного измене­ния спектральной чувствительности фотоэлемента, связанной с его старением, градуировка прибора изменяется, и необходимо при­мерно через каждые 30 суток ее корректировать. Поэтому при оценке погрешности измерения надо учитывать дополнительно величину погрешности образцовых или контрольных ламп, по кото­рым градуируется и поверяется пирометр.

Для снижения необратимых изменений характеристики фото­элемента последний помещают в термостат, тепловой режим кото­рого стабилизируется проточной водой.

Рис.21. Схема визуального цветового пирометра с применением люминофора

Из большого числа предложенных визуаль­ных цветовых пирометров простых конструкций интересен пирометр с использованием люминофо­ров. Люминофоры, например, цинк-кадмий-суль­фитные, обладают способностью трансформировать излучение одной области спектра в эквивалентное излучение другой области, в частности, синей в оранжево-красную.

На рис. 21 показана схема визуального люминофорного цветового пирометра. Поток излучения проходит через красный КФ и параллельно через синий СФ светофильтр, выделяющие соответствующие узкие области излучения. Синий участок спектра попадает на люминофор Л и преобразуется в оранжево-красное излучение. Красный участок спектра может ослабляться оптическим клином ОК. Процесс измерения температуры сводится к уравниванию на молочном стекле М.С с помощью клина ОК преобразованного синего излучения с ослабленным красным. Температуру отсчитывают по шкале, связанной с положением' клина. Погрешность 'измерения составляет примерно 30°С при температуре 2500 К. Нижний предел измерения при­близительно равен 2000 К.

За рубежом распространены портативные визуальные цветовые пирометры сравнительно небольшой точности измерения. Применяя эти термометры, всегда ограничиваются отсчитываемой цветовой температурой, не производя никаких пересчетов на действительную.