Для измерения температуры нагрева металла применяют специальные приборы — пирометры различного типа.
Термоэлектрический пирометр
Термоэлектрический пирометр (термопара) представляет собой закрытую с одной стороны трубку 5 (рис. 4.23) из жаропрочного сплава, в которую вставлены изолированные друг от друга фарфоровыми втулками 4 две проволочки 1 и 6 из разных сплавов. Рабочие концы проволочек сваривают друг с другом, образуя ’’горячий спай” 7. Два других конца подключают к чувствительному милливольтметру или (при непрерывной регистрации температуры) самописцу.
Рис. 1. Оптический пирометр: 1 — объектив, 2 — лампочка, 3 — окуляр, 4 — миллиамперметр, 5 — реостат, 6 — матовое стекло
Под действием нагрева в горячем спае возникает электродвижущая сила, измеряемая милливольтметром 3. Для удобства использования шкалу прибора градуируют не в вольтах, а в градусах. В пирометрах, предназначенных для измерения температур до 900 ° С, термопара изготовлена из хромель-алюмелевых проволочек; для измерения температур до 1300 … 1400 ° С используют платинородиево-платиновую термопару. Пирометр, изготовленный нужной длины, вставляют горячим спаем в рабочую зону печи через отверстие 2 в ее своде или поде.
Рис. 2. Термоэлектрический пирометр: 1, 6 — проволочки, 2 — отверстие в своде или поде печи, 3 — милливольтметр, 4 — фарфоровые втулки, 5 — трубка, 7 — спай
Оптический пирометр
Оптический пирометр (рис. 1) является переносным прибором и предназначен дня периодическом проверки температуры нагреваемого металла. Принцип его действия основан на сравнении цветов нагретого металла и нити лампочки накаливания. При наведении пирометра на заготовку лучи от нагретого металла попадают в объектив 1 и проходят через матовое стекло 6 в окуляр 3 с красным светофильтром. Между матовым стеклом и окуляром установлена лампочка накаливания 2, яркость свечения которой регулируется реостатом 5. Яркость свечения должна быть такой, чтобы цвет нити полностью совпадал с цветом поверхности заготовки, т. е. нить на фоне заготовки должна как бы исчезать. В этот момент стрелка миллиамперметра 4, градуировка шкалы которого выполнена в градусах, покажет температуру нити лампочки, а следовательно,и металла заготовки.
Радиационный пирометр
Радиационный пирометр (ардометр) является наиболее современным прибором дня измерения температуры. Конструкция его аналогична конструкции оптического пирометра, но вместо лампочки устанавливается микротермопара. На ней с помощью оптической системы, состоящей из окуляра и объектива, фокусируют лучи от заготовки. Электродвижущая сила, возникающая в горячем спае термопары, регистрируется милливольтмером. Ардометры применяют для измерения температуры от 900 до 1800 °С.
При ручной ковке конструкционных сталей, допускающих деформирование в широком интервале температур, кузнецы определяют степень нагрева металла приближенно на глаз по цвету каления. Для черных металлов цвета каления соответствуют определенным температурам, выраженным в градусах Цельсия; освещение дневное, в тени.
Фотоэлектрический пирометр
Фотоэлектрическим пирометром (миллископом) измеряют температуру путем сравнения с помощью фотоэлемента интенсивностей излучения нагретого металла и нити эталонной лампы накаливания. Фотоэлектрические пирометры обладают высокими точностью и быстродействием, что позволяет эффективно применять их для контроля температуры в быстропротекающих процессах электроконтактного и индукционного нагрева.
