11-маъруза Мавзу: Тўлиқ нурланиш приометрлари. Температурани махсус ўлчаш усуллари

11-маъруза
Мавзу: Тўлиқ нурланиш приометрлари. Температурани махсус ўлчаш усуллари.


Режа:

1. 
   Тўлиқ нурланиш пирометрлари.
   
2. 
   Температурани махсус ўлчаш учун тepмометpлap:
   

• 
  Каттиқ жисмлар сиртининг температурасини ўлчаш;
  
• 
  Аланга (газ оқимларининг) температурасини ўлчаш;
  
• 
  Эритмаларнинг температурасини ўлчаш.
  

Тўлиқ нурланиш (радиацион) пирометрлари
Радиацион пирометрлар (тўлиқ нурланиш пирометрлари) қиздирилган жисмнинг температурасини ўлчашга мўлжалланган. Пирометр оптик система (линза, ойна) билан таъминланган. Бу система жисмдан чиққан нурларни митти термобатарея, қаршилик термометри ва ярим ўтказгичли термоқаршиликлардан иборат ўзгартиргичга тўплайди. Ўлчаш асбоблари сифатида милливольтметр, автоматик потенциометр ва мувозанатлаштирилган кўприклардан фойдаланилади.
11.1- расмда термобатареяли радиацион пирометрнинг принципиал схемаси кўрсатилган. Пирометр объектив линза 1 ва окулярли телескоп 2 дан иборат. Нурланиш манбаидан чиққан нурларнинг йўлида чекловчи диафрагма 3 ўрнатилган, объек­тив линза фокусида эса термобатарея 4 жойлашган. Окуляр линза олдига кўзни муҳофаза қилувчи рангли шиша 5 қўйилган. Термобатареяда тўпланган нурлар уни қиздира бошлайди ва нурланишнинг тўлиқ энергиясига пропорционал бўлган ЭЮК пайдо бўлади. Бу ЭЮК милливольтметр билан ўлчанади.
100°С дан 4000°С гача температурани ўлчайдиган радиаци­он пирометрларнинг турли конструкциялари мавжуд бўлиб, улар ўзларининг оптик системаси, термопараларни улаш схе­маси ва бошқа элементлари билан фарқ қилади. Ўзгарткичлари қаршилик термометридан иборат бўлган баъзи радиацион пирометрлар нисбатан кичик, масалан, 20°С дан 100°С гача температураларни ўлчай олади. Ўзгартгич қабул қиладиган нурлар энергиясини аниқ ҳисобга олиш жуда қийин.



11.1- расм. Термобатереяли радиацион пирометрини принципиал схемаси.

Чунки ўзгарткич ва атроф муҳит ўртасида ўзаро иссиқлик алмашуви мавжуд. Шунинг учун асбоб ҳисобга олиб бўлмайдиган хатоларга йўл қўйиши табиий.

Лекин шу камчиликларга қарамай, радиацион пирометрлар саноатда жуда кенг қўлланилади. Пирометрларнинг кўрсатишларини масофага узатиш ёки автоматик равишда ёзиб олиш ва улар ёрдамида температурани ростлаш мумкин. 2500°С гача температурани ўлчашда пирометр кўрсатишларининг хатоси ±1,5% дан, 2500°С дан ортиқ температурани ўлчаганда эса ±2,5% дан ошмайди.
Сериялаб чиқарилаётган АПИР-С туридаги тўлиқ нурланиш пирометрлари температурани 30 дан 2500°С гача бўлган оралиқда ўлчашга мўлжалланган. Махсус тайёрланган пиро­метрлар – 100° дан +3500°С гача оралиқда қўлланилади.

Сиртларнинг температурасини контактли ва контактсиз усуллар билан ўлчаш мумкин. Температурани контактли термометрлар билан ўлчашда, одатда, иккита муаммо мавжуд:

1. 
   термометр ва ўлчанаётган сирт температураларининг тенглигини таъминлаш;
   
2. 
   термометр билан ўлчаш жойида температуранинг ёки сиртнинг температура майдонининг бузиб кўрсатилишини йўқотиш.
   

Термометр ва ўлчанаётган сирт температураларининг тенг­лигини таъминлаш учун ўлчаш объекти сиртидан термометрга иссиқлик ўтказишнинг энг яхши шароитларини яратиш лозим. Яхши иссиқлик контактини таъминлаш учун махсус тайёрланган термометрни сиртга елимлаш, кавшарлаш ёки пайвандлаш мақсадга мувофиқ.
Улчаш объекти сиртининг температураси ёки температура майдонининг бузилишига термометрнинг ўлчанаётган сиртга қўшимча иссиқлик олиб келиши ёки олиб кетиши сабаби бўлиб, хизмат қилганда юз беради. Шунинг учун сирт темпе­ратурасини ўлчаш жойида қўшимча иссиқлик алмашиш бўлмайдиган шароитлар яратиш керак. Баъзан термометр орқали иссиқлик алмашишдан қочиш мумкин бўлмаганда, шу иссиқлик алмашишнн температура ўлчанадиган жойдан бошқа жойга кўчиришга ҳаракат қилинади.
Сирт температурасини, масалан, трубопровод температурасини узлуксиз ўлчаш учун термометрни сиртга махсус қисқич билан тақаб қўйилади. Трубопроводнинг изоляцияси борлиги ўлчаш жойидан иссиқликнинг чиқиб кетиши (ёки иссиклик кириб келиши) амалда мумкин эмаслигини тақозо қилади ва шунинг учун термометр сирт температурасини бузиб кўрсатмайди.
Ҳаракатдаги сиртларнинг (валчаларнинг, каландрларнинг ва б. нинг) температурасини ўлчаш анчагина мураккаб. Бундай ҳолда нурланиш бўйича контактсиз ўлчаш усулларидан фойдаланиш мақсадга мувофиқ. Аммо бу усулларни қўллашни амалга оширила олмайди, чунки ўлчанаётган сиртни тўғридан-тўғри кўриш мумкин эмас ва ҳ. Шунинг учун контактли термометрлар кенг қўлланилади. Бунда термоприёмник билан температураси ўлчанаётган сирт ишқалишига боғлиқ бўлган қатор қўшимча хатоликлар пайдо бўлади. Шу хатоликлар термопри­ёмник контактининг тўғрилигига, назорат қилинаётган сирт тозалигига ва бошқа факторларга боғлиқ. Сирт айланма ҳаракат қилганда сигналнинг узатилиши айланма контактли қурилма орқали амалга оширилади. Унинг содда варианти контакт ҳалқаларидир.

АЛАНГА (ГАЗ ОҚИМЛАРИНИНГ) ТЕМПЕРАТУРАСИНИ ЎЛЧАШ

Аланга температурасини ўлчаш ўзига хос хусусиятларга ва қийинчиликларга эга. Улчаш усулини танлашда ўлчанаётган температуралар даражаси, мақбул аниқлик ва аланга тури анализ қилинади. Аланга температураси кўпгина саноат қурилмаларида 1600–1900°С атрофида бўлади. Уни нурланиш пирометрлари ёки контактли термометрлар ёрдамида ўлчанади. Бу температурани нурланиш бўйича ўлчаганда уни пирометрнинг визирлаш ўқи бўйлаб фазовий ўрталаштириш юз беради. Ул­чаш натижаларига алангадаги нурланиш компонентлари таъсир этади. Пирометр қабул қиладиган тўлқинлар узунлигини танлаш катта аҳамият касб этади. Газларнинг нур тарқатмайдиган иссиқ ёки совуқ зоналарини махсус бўямасдан туриб, пирометрлар билан ўлчаб бўлмайди.
Бундай ўлчашнинг камчиликларидан бири температурани оптик ўқ бўйлаб ўрталаштиришдир. Шунинг учун топилган натижа аланганинг қайси нуқтасига тегишли эканини аниқлаб бўлмайди. Бу жиҳатдан ўлчамлари унча катта бўлмаган термоэлектр термометрларни қўллаш катта афзалликларга эга. Аммо бундай термометрнинг температураси газ температурасидан анча (100–200°С га) фарқ қилиши мумкин, чунки у термометрнинг иссиқлик баланси бўйича аниқланади.

ЭРИТМАЛАРНИНГ ТЕМПЕРАТУРАСИНИ ЎЛЧАШ

Эритмаларнинг температурасини ўлчаш мураккаблиги асосан термометр ҳимоя ғилофининг актив занглаши билан боғлиқ. Туз эритмаларининг температурасини ўлчашда ҳимоя ғилофлари бир неча ўн соатдан кейин эритманинг агрессив таъсири сабабли ишдан чиқади. Шунинг учун кўпинча ғилофни сифатсиз, арзон, осонлик билан алмаштириладиган, бир вақтда термопара электродидан иборат бўладиган пўлатдан ясалади. Шиша эритмалари температурасини ўлчаш учун ҳимоя ғилофлари углеродли блоклардан ёки қимматбаҳо металлардан ясалади.
Қовушоқ муҳитлар температурасини ўлчашда маълум қийинчиликлар пайдо бўлади. Бу ҳолларда иссиқликка сезгир элементни осонгина тозалашни, кўпинча алмаштиришни ҳам таъминлаш зарур. Бунда сезгир элемент билан ўлчанаётган муҳит орасида етарли даражада яхши контакт таъминланган бўлиши керак.
Бирор ўлчаш усулини танлаш ва унинг конструктив бажарилиши эритма температурасини ўлчашнинг конкрет шароитлари, уларнинг турли материаллар билан ўзаро таъсирлашуви, нурланиш қобилияти ва бошқа физик ҳамда химиявий хоссалари билан белгиланади.


Фойдаланилган адабиётлар:
1. Юсупбеков Н.Р., Мухамедов Б.И., Гулямов Ш.М. Технологик жараёнларни назорат қилиш ва автоматлаштириш. –Тошкент: Ўқитувчи, 2011.
2. Б.Э. Муҳамедов. Метрология, технологик параметрларни ўлчаш усуллари ва асбоблари. – Тошкент: Ўқитувчи, 1991.