Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Дискуссия по вопросам терминологии в пирометрии

28.02.2013 | Автор: Фрунзе А.В. | Полемические заметки | Количество просмотров: 4979 | Комментарии (0)

Примечание ред.: данная статья является продолжением дискуссии, начатой в статье Фомина А.А. «Некоторые проблемы национальной пирометрии»

Для начала хочу поблагодарить координатора проекта за то, что была стимулирована эта дискуссия, и А.А.Фомина за то, что сформулировал дискуссионные вопросы. 

А.А.Фомин рассмотрел несколько синонимов устоявшегося в литературе слова “пирометр”, исследовал их частоту в запросах интернет-пользователей в поисковой машине, их частоту упоминания в Госреестре производителями и поставщиками, и в конце статьи аккуратно предложил в свете сказанного скорректировать терминологию. 

Совершенно с этим согласен (относительно необходимости корректировать терминологию). Но прежде, чем обсуждать терминологию, надо задать себе по крайней мере два вопроса. Почему у нас появились те или иные термины? И что мы хотим добиться, разбираясь с терминологией? Одних только ссылок на частоту упоминания недостаточно, чтобы решать терминологические вопросы. 

Начнем с первого – откуда разнобой в терминологии? Вначале, как правильно замечает автор, пирометрами назывались приборы для измерения высоких температур, неважно какие это были приборы, контактные или бесконтактные. Далее, видимо в середине ХХ века, произошло разделение – контактные измерители начали именоваться более конкретно – термопары (м.б. есть что-то еще?), а слово “пирометр” осталось за бесконтактными измерителями, определявшими температуру по тепловому излучению. Мне трудно сказать, был ли разнобой в терминологии на западе в 50-е – 90-е годы прошлого века. У нас же разнобоя не было, были пирометры оптические, пирометры частичного и полного излучения, пирометры монохроматические, пирометры яркостные, пирометры спектрального отношения -  словом, те или иные, но пирометры. 

Разнобой в терминологии возник с приходом на наш рынок западных производителей пирометров – из рекламных соображений (для отличия от конкурентов) они называли свои изделия инфракрасными термометрами, бесконтактными термометрами, и т.д. Зачем? Вспомним борьбу Intel и AMD на рынке процессоров. Intel первой сделала 386-й процессор. Спустя некоторое время AMD его повторила, и продавала его, что называется, по проплаченной Intel рекламе, говорившей потребителю, что 386-й – это очень хорошо. Пока AMD завоевывала рынок 386-х, Intel создала 486-й, и начала его усиленно рекламировать, говоря, что он на голову выше AMD-шного 386-го. Ответ AMD ждать себя не заставил – кажется, спустя год после Intel, она предложила свой DX2-66, и вся рекламная кампания Intel, направленная на продвижение 486-х, потянула за собой и 486-е от AMD. Осознав это, Intel новый процессор назвала не числительным (586-м), а именем собственным (Pentium), и зарегистрировала торговую марку, чтобы AMD не пользовалась плодами Intel’овской рекламы. Вот причина терминологического расцвета. 

Но… Если, к примеру, одна из японских фирм, продающих измерители артериального давления, назовет свой прибор давленометром или прессометром, и начнет его усиленно рекламировать – не сомневайтесь, в интернет-запросах появятся и давленометры, и прессометры. Причем чем больше будет затрачено денег на рекламу, тем выше будет частота появления этого термина. Мне давленометр и прессометр пока еще режут слух. Но года три-четыре – и привыкнем и к этому идиотизму. 

Вроде бы из сказанного в предыдущем разделе получается, что термины, отличные от “пирометр”, нужно изгонять. С другой стороны, мы не в вакууме, интеграция нашего хилого рынка в огромный западный идет, и там пирометры как только, возможно, не называют. Поэтому и вопрос – а что нам, собственно, надо? Подчистить научную терминологию? Подчистить нормативную терминологию? Изгонять иностранные слова (хотя и “пирометр” не древнеславянское)? Вот с чего нужно начать – с решения вопроса, чего же мы хотим добиться, разбираясь с терминологией. У меня ответа на этот вопрос нет. Может, этот ответ знает кто-то из читающих эти строки? Тогда хотелось бы ознакомиться с его мнением. 

Со второй группой дискуссионных терминов (излучательная способность, коэффициент излучения, степень черноты, коэффициент черноты и т.д.), как мне представляется, ситуация проще. Нужно не забывать, что эта самая излучательная способность объекта во многих случаях – величина спектрально зависимая, вспомните классические кривые Вортинга по спектральной излучательной способности вольфрама, снижающиеся с 0,4…0,5 до 0,1…0,15 с ростом длины волны от 0,4 до 5 мкм. Да еще к тому же разные для различных значений температуры объекта. И это – не исключение, а скорее правило, объектов, у которых спектральная излучательная способность не изменяется с изменением длины волны, по-видимому, крайне мало. А чтобы при этом спектральная излучательная способность еще и не зависела от температуры объекта – возможно и вовсе нет. То есть, излучательная способность – ЭТО ФУНКЦИЯ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЪЕКТА (ну и от материала, и от состояния его поверхности, и от технологии обработки поверхности). А коэффициент – это число, не функция. Поэтому излучательная способность – это характеристика материала, объекта, она функция от нескольких переменных. А коэффициент излучения – это число, которое мы вводим в энергетический пирометр для коррекции по излучательной способности. Оно связано с излучательной способностью объекта, но не есть излучательная способность объекта. 

И к тому же коэффициента излучения зависит не только от материала объекта, но и от спектральной характеристики пирометра [1], об этом, к сожалению, многие не знают. Там же, в [1], приведена связь между излучательной способностью (функцией нескольких переменных) и коэффициентом излучения (числом, которое надо ввести в пирометр для коррекции). 

Использование терминов “степень черноты” и “коэффициент черноты”, на мой взгляд, не очень оправдано в свете упомянутой спектральной зависимости излучательной способности. Растущие или снижающиеся с ростом длины волны излучательные способности можно моделировать при помощи пары (МЧТ+светофильтр) [2]. С этой точки зрения упоминание о черноте выглядит неразумным, ведь реальная характеристика моделируется цветным светофильтром, спектральная характеристика пропускания которого совпадает со спектральной излучательной способностью моделируемого объекта. 

“Коэффициент черноты” как синоним “коэффициента излучения” – ну, наверное, имеет право на существование. Причем именно как вводимый в пирометр коэффициент. Но я бы не рекомендовал его использовать – он маскирует сложную связь между излучательной способностью и коэффициентом излучения, в нем нет ни грамма намека на наличие у  излучательной способности спектральной зависимости. Какая там спектральная зависимость, одна чернота… 

Что касается термина “пирометры спектрального распределения” по ГОСТ 8.558-2009. Не знаю даже, как сказать, чтобы никого не обидеть. Пирометры спектрального отношения и пирометры спектрального распределения – суть разные приборы. Если обратиться к незабвенному Линевегу [3], то пирометры спектрального отношения он определяет как приборы, измеряющие температуру по ОТНОШЕНИЮ сигналов приемниках на двух различных длинах волн, или в двух различных спектральных диапазонах. То есть, есть два числа – сигнал на одной длине волны (в одном диапазоне), и сигнал на другой длине волны (в другом диапазоне). Это два числа. Мы делим одно число на другое, получаем отношение, и по величине этого отношения определяем температуру. Именно по величине отношения, а не распределения. Поэтому термин “Пирометры спектрального отношения” в 558-й ГОСТ нужно возвращать. 

А что такое пирометр спектрального распределения? Я бы назвал пирометром спектрального распределения пирометр с исчезающей нитью, когда температуру (особенно в средней части диапазона, в районе 800-1000 градусов), мы определяли по цвету нити. Цвет – это физиологическое восприятие того или иного спектрального распределения, поэтому мне представляется такое определение правильным. Но пирометры с исчезающей нитью практически повсеместно сняты с производства. Поэтому упоминание в ГОСТе класса пирометров (спектрального распределения), которые уже лет двадцать ни в мире, ни у нас не выпускаются,  и при этом отсутствие упоминания о сотнях реально производимых пирометров (спектрального отношения) – это, как я сказал выше, неправильно, терминологию ГОСТа здесь нужно поправить.

Источники

1. Метод определения коэффициента излучения для коррекции энергетического  пирометра //Фрунзе А.А., Фрунзе А.В. (Есть на сайте в разделе “Публикации”

2. Самойлов М.Л., Фрунзе А.В. Повышение точности измерений температуры “несерых тел” широкополосным пирометром спектрального отношения // Метрология – 2010. - №6 – С.23-31 

3. Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. Пер. с нем. – М.: «Металлургия», 1980. – 544 с.

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Полемические заметки"

Добавить комментарий: