Главная страница  Магинтогидродинамическое измерение температуры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [ 73 ] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

Продолжение табл. 12.1

Марка

Температура

перехода, °С

термокраски

Наимеиопаиие

в жидкокристаллическое состояние

11 изотропную жидкость

Х-14

Х-22

Х-40

Х-23

Х-24

Х-29

Х-25

Х-30

Х-35

Х-37

Х-13 Х-21 Х-26

Холестерилбензоат

145,5.

..148,5

175,5... 179

Холестерил-п-нитробензоат

185.

..189,5

>235

Холестерил-п-метилбензоат

178.

..182

>230

Холестерил-п-бутилбензоат

125.

..129

>210

Холестерил-п-бромбензоат

103,5.

.107,5

132...136

Холестерил-п-бромбензоат

174.

.178

>230

Холестерил-и-хлорбензоат

104,5.

.108,5

>144

Холестерил-и-хлорбензоат

166.

..170

>200

Холестерил-и-метоксибензоат

175.

..179

>250

Холестерил-и-гексилоксибен-

зоат

146.

.150

>220

Холестерил-п-октилоксибен-

зоат

135,5.

.137,5

>200

Холестерилциннамат

>

>197

Холестерил-и-нитроцинамат

169.

.173

240...244

Холестерилхлорид

Таблица 12.9. Марки термохимических индикаторов зарубежного производства

Торговая марка (страна)

Ассортимент

Число изменений цвета

Диапазон измеряемой температуры.

Разность температур между соседними красками шкалы. К

Термоколор (ФРГ)

40... 1350

..100

55... 1600

.305

65...820

.280

Детектотемп (США)

40... 1350

.100

80...560

.240

150... 760

.305

250...800

.350

Термопаларм (США)

82... 204

.111

204... 482

Термопэйнт (Япония)

50...460

Термоиндекс

160...320

(Англия, Канада)

80...315

.120

150...500

.115

285...800

.175

5 .

285...335

155...340

Калоколер (ГДР)

120...420

Термокарандаши

45...285

(Румыния)

Термоколоры (Польша)

35...65

100...500

.270

Термоколери

35...500

.140

(Чехословакия)

60...400

135...350

50..

Таблица 12.10. Марки термоиидикатороз зарубе.жиого производства

Стран а

Торговая или фирменная марка термоиидикатор а

Диапазон измеряемых температур, С

Чехословакия

Япония

Темпилстикс

Термокараидаш

Темпиллак

Термолак

Темпилпеллетс

Термотаблетка

Термопаларм

Термокраска

Термоиндекс

Темпилстикс

Термокарандаш

Темпиллак

Термолак

Темпилпеллетс

Термотаблетка

Темпилабел

Термобумага

Спектротерм

Термокраска

Термоколор

Термохром

Термокарандаш

Мэрк, Ликрис-

талл

Термоколери

Термокраска

Вуска

Термолак

Термокарандаш

Термотаблетка

Термопэйнт

Термокраска

38..

.1370

45..

.1370

38..

.1540

.800

38..

.1370

.1375

.1375

.1650

-20.

.350

.1350

.670

..500

.1050

.460

составы содержат красители синего, желтого, зеленого, розового цвета и имеют обозначения марки по первой букве цвета красителя. Тонкий слой высохшего покрытия этих термокрасок непрозрачен. Прн достижении температуры проявления покрытие становится прозрачным. Поэтому желательно выбирать цвет термоиндикатора контрастным с исходной окраской


Рис. 12.2. Изотермический отжиг облученного алмаза (AVIVq = 3,25 %)

изделия. Если поверхность белая или серая, следует брать термокраску с красителем. В табл. 12.7 приведены краткие характеристики набора термоиндикаторов, состоящего из термокрасок белого цвета 21 наименования, охватывающих диапазон температуры 30...230 °С, и из термокрасок 12 наименований, имеющих краситель. Точность измерения температуры




Рис12.3.1абочий график для определения температуры

®

/


термоиндикаторами серии ТИ так же, как и серии ТП, высока. Термоиндикаторы плавления этой серии можно нанести на поверхность объекта исследования более тонким слоем, чем термокраски плавления серии ТП. В результате возрастает скорость срабатывания, уменьшается погрешность измерения и масса покрытия. В качестве визуальных термоиндикаторов удобно использовать жидкие кристаллы. Наиболее широко распространены вещества холестерического типа (табл. 12.8).

Некоторые термоиндикаторы, изготовляемые зарубежными фирмами, приведены в табл, 12,9 и 12.10.

12.3. Облученные кристаллы

Действие этих индикаторов основано на изменении параметров кристаллической решетки облученного нейтронами кристалла в зависимости от температуры и времени выдержки. Их преимущества - малые габариты, широта диапазона измерения температуры в большом интервале времени выдержки при обеспечении достаточно высокой точности [379), .5

В процессе облучения в 1 ----- I

кристаллических материалах накапливаются дефекты. При нагревании облученного вещества происходит уменьшение концентрации дефектов. Чем выше температура и продолжительнее время выдержки, тем большее количество дефектов отжигается. При этом свойства вещества частично или полностью восстанавливаются.

Восстановление свойств вещества зависит от его кристаллической структуры и типа

дефектов, внесенных облучением. После облучения дефекты локализованы в некоторых точках кристаллической решетки и при низких температурах их подвижность мала При повышении температуры подвижность возрастает, дефекты перемещаются к стокам и уничтожаются. Температура отжига (при равных времени выдержки) различных дефектов различна, поэтому возврат свойств при отжиге происходит ступенчато, по стадиям. Число стадий соответствует количеству типов дефектов, присутствующих в материале. Восстановление свойств решетки облученных кристаллов таких веществ, как алмаз, карбид кремния, при отжиге происходит плавно. Плавный ход отжига расширения решетки алмаза объясняется тем, что даже дефекты одного типа имеют различную энергию активации отжига. Поэтому алмаз получил наиболее широкое среди кристаллов использование в термометрических целях. На рис. 12,2 представлены иаменения объемного расширения кристаллической решетки алмаза прн изотермическом отжиге. Примерный график номинальных статических характеристик алмаза приведен на рнс, 12,3, Отжиг алмаза при температуре выше 600 °С необходимо проводить в вакууме 1,32 10 Па, так как он начинает окисляться.

При рентгеновском способе измерения параметров кристаллической решетки необходимо около 1 мг облученного алмаза. Для увеличения точности измерения используется смесь облученного и эталонного алмазов. Корпус индикатора представляет собой цилиндрическую капсулу длиной 5 мм и диаметром 1 мм. Материал капсулы - нержавеющая сталь. Диаметр внутреннего отверстия капсулы 0,6 мм; высота столбика, заполняемого

Рис. 12.4. Конструкция индикатора до (а) и после (б) заполнения алмазным порошком



порошком алмаза, 3,5 мм. После заполнения капсулу закрывают пробкой и обвальцовывают, производят обжатие корпуса в месте расположения пробки. Конструкция индикатора представлена на рис. 12,4. Правильность изготовления капсулы, расположения пробки и т п. должны быть проверены методом рентгеновской дефектоскопии. Просвечиванию подвергаются партии индикаторов по 50...300 шт.

Если алмазный порошок засыпать непосредственно в отверстия, выполненные в термометрируемой детали, то об1>ем может быть уменьшен до 0,5 мм. Дальнейшее уменьшение габаритов индикатора возможно при использовании облученных монокристаллов алмаза. В принципе можно применять кристаллы объемом порядка 0,00001 мм*, однако техника съемки рентгенограмм в этом случае значительно усложняется.

Термоиндикатор из облученного алмаза позволяет измерять максимальную температуру при стационарных и нестационарных режимах испытания. Применение нескольких индикаторов дает возможность измерять температуру переходного режима. Индикатор целесообразно использовать в движущихся, вращающихся частях машин и механизмов, где по различным причинам невозможен или затруднен контроль с помощью других методов. Для измерения температуры в диапазоне 1300...2500 С в качестве вещества индикатора используют графит. Полученный при 1300 °С графит структурно несовершенен, что проявляется, в частности, в увеличении параметра решетки (с = 6,92 10 м). Последующая выдержка графита при температуре до 2500 °С приводит к постепенному совершенствованию структуры, параметр решетки при этом уменьшается до 6,74 10 м. Поэтому графит можно использовать и для термометрирования.

Общий недостаток термоиндикаторов с дефектами кристаллической решетки - зависимость от трудноконтролируемого фактора времени экспозиции.

ГЛАВА 13 ПИРОМЕТРЫ

13.1. Тепловое излучение

Термометрические средства, основанные на тепловом излучении тел [87, 109, 208, 414, 736], называются пирометрами излучения или просто пирометрами. При температуре, отличной от абсолютного нуля, всякая поверхность испускает электромагнитное излучение. Тепловое излучение - это электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне 0,1... 1000 мкм. Внутри этого диапазона находится область видимого излучения (0,4... 0,8 мкм).

Теория теплового излучения базируется на электромагнитной теории Максвелла, позволяющей с использованием законов термодинамики и экспериментальных определений скорости распространения света найти все остальные физические характеристики:

скорость света в вакууме с = 299 792 458 м/с

постоянная Плаика h = 6,6256 Ю * Дж/с постоянная Больцмана k = 1,380662 10 Дж/К первая постоянная излучения Ci = 3,741832 10~ Вт м вторая постоянная излучения = 1,438786 Ю м К постоянная Стефана - Больцмана а = 5,67032 . 10~* Вт/(м К*). Термины, обозначения и определения, используемые в теории теплового излучения, приведены в табл. 13.1 (ГОСТ 7601-78, ОСТ 25 1037-82).

В пирометрах излучения широко применяются стекла, зеркала, поглощающие тела. Для монохроматического и полного потока излучения справедливы аналогичные соотношения

>, + + = 1 + Р + =

Для нормального отражения от поверхности стекла справедлива формула Френеля

1-1 \ а

действительная как для входа, так и для выхода луча из стеклянного магссива.

13.2. Физические законы излучения

Детальное описание законов излучения приведено в ряде фундаментальных монографий [208, 414, 802, 857].

Закон Кирхгофа в силу универсальности (для всех тел) применим и к абсолютно черному телу, для которого излучательная и поглощающая способности, а значит, и их отношение, тождественно равны единице. Поэтому закон Кирхгофа можно сформулировать следующим образом: при



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 [ 73 ] 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

© 2000 - 2024 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.