Автоматические фотоэлектрические пирометры.

Строятся на основе яркостных и цветовых.

В таком пирометре излучение контролируемого тела поступает из оптической системы и светофильтр на фотоэлемент. На пути световых потоков расположен оптический модулятор, состоящий из диафрагмы (Д) и заслонки (З). Заслонка приводится в движение электромагнитным вибратором. Вибрация заслонки приводит к синусоидальной модуляции световых потоков тела и лампы.

Амплитуды переменных составляющих световых потоков оказываются пропорциональными яркостям свечения тела и нити лампы. Частота модуляции – 50 Гц. Фазы промодулированных световых потоков отличаются на 180  эл.

Полный световой поток, попадающий на фотоэлемент, определяется суммой промодулированных потоков излучения тела и лампы. Переменная составляющая светового потока определяется разностью потоков лампы и излучаемого тела. В результате оказывается, что амплитуда переменной составляющей результирующего потока пропорциональна разности яркостей, а фаза (0 или 180 ) этой составляющей определяется знаком этой разности. Эта переменная составляющая светового потока вызывает переменную составляющую фототока фотоэлемента.

Переменная составляющая фототока усиливается усилителем переменного тока. Усиленный сигнал попадает на фоточувствительный детектор (ФЧД). Эффективное значение его выходного напряжения зависит от величины и знака разности яркостей.

Выходной сигнал детектора усиливается усилителем УМ и питает после усиления лампу накаливания.

Значительный общий коэффициент усиления системы позволяет обеспечивать необходимую величину тока в лампе при весьма разной поверхности излучающих яркостей к нити лампы. Это обеспечивает высокую точность сравнения. О температуре объекта судят по току лампы. Этот ток измеряют автоматическим потенциометром посредством измерения падения напряжения на образцовом резисторе-потенциометре.

Управление мощностью печей сопротивления

Существует 2 принципиально различных подхода к управлению мощностью:

1. Непрерывное управление, при котором в печь можно ввести любую требуемую мощность.

2. Ступенчатое управление, при котором в печь можно вводить лишь дискретный ряд мощностей.

Первый требует плавного регулирования напряжения на нагревателях. Такое регулирование может быть осуществлено с помощью любой разновидности силовых усилителей (генератор, тиристорный выпрямитель, ЭМУ). На практике наиболее распространены тиристорные источники питания, построенные по схеме ТРН. Такие регуляторы основаны на свойствах тиристоры, включенного в цепь переменного тока последовательно с активным сопротивлением нагревателя. Тиристорные источники питания содержат встречно-параллельно соединенные тиристоры, снабженные СИФУ.

У гол управления , а следовательно, и эффективное напряжение на нагрузке зависит от внешнего напряжения, подаваемого на источник. Для снижения влияния отключения питающего напряжения на тепловой режим печи тиристорных источников питания обычно предусматривают отрицательную обратную связь по выходному напряжению. Тиристорные источники питания имеют высокий КПД (до 98%). Коэффициент мощности зависит от глубины регулирования выходного напряжения линейно, при угле  меньше 0 – к_М=1, при  = 180 к_М = 0. Коэффициент мощности определяется не только сдвигом фаз напряжения и первой гармоники тока, но и величиной высших гармоник тока. Поэтому использование компенсирующих конденсаторов не позволяет сколько нибудь значительно повысить к_М.

При втором способе изменяют напряжение на нагревателе, производя переключение в силовых цепях печи. Обычно имеется 2-3 ступени возможного напряжения и мощности нагревателя. Наиболее распространен двухпозиционный способ ступенчатого управления. По этому способу печь либо включают в сеть на ее номинальную мощность, либо полностью отключают от сети. Требуемое значение средней мощности, вводимой в печь обеспечивают, изменяя соотношения времени включенного и отключенного состояния.

Средняя температура в печи соответствует средней мощности вводимой в печь. Резкие изменения мгновенной мощности приводят к колебаниям температуры около среднего уровня. Величина этих колебаний определяется величиной отклонений Р_МГНОВ от среднего значения и величиной тепловой инерции печи. В большинстве общепромышленных печей величина тепловой инерции настолько велика, что колебание температуры из-за ступенчатого управления не выходит за пределы требуемого значения точности поддержания температуры. Конструктивно двухпозиционное управление может быть обеспечено либо посредством обычного контактора, либо тиристорного переключателя. Тиристорный переключатель содержит встречно-параллельно с оединенные тиристоры, работающие с =0.

В том случае, если слаботочный контакт S разомкнут, цепь управления VS1, VS2 разорвана, тиристоры закрыты, напряжение на нагрузке равно нулю. В том случае, если S замкнут, создаются цепи для протекания токов управления. Катод положителен, анод VS1 – отрицателен. В этом случае ток управления течет по цепи катод VS1 – VD1 – R – S – управляющий электрод VS2 – катод VS2. VS2 включается и весь полупериод проводит электрический ток. В следующий полупериод аналогично включается VS1.

С уществуют также трехфазные переключатели. В них используют два блока из встречно-параллельно соединенных тиристоров. Силовые цепи таких переключателей построены по следующей схеме:

Имеются модификации тиристорных переключателей, вообще не использующих контакты.

Тиристорные переключатели более надежны, чем контакторы, они искро- и взрывобезопасны, бесшумны в работе, немного дороже.

Ступенчатое регулирование имеет КПД близкое к 1, к_М1.