Для многих объектов характерна пространственная и временная неоднородность температуры. Объектами с пространственно-неоднородной температурой являются стационарные пламена, плазма дуговых, оптических и микроволновых разрядов, нагретые лазерным лучом поверхности, области тепловой неустойчивости при микроволновом нагреве, активные области полупроводниковых лазеров, поверхности работающих высокотемпературных интегральных схем (без корпуса, в тестовом режиме).

Одним из новых методов оптической пирометрии нагретых объектов является спектральная пирометрия. Преимущество этого метода перед традиционными (яркостная и цветовая пирометрия) состоит в том, что при регистрации широкого спектра излучения нет необходимости измерять или вычислять коэффициент черноты исследуемого объекта. Спектральная пирометрия позволяет измерять температуру объектов, для которых традиционные методы неприменимы.

Для реализации описываемого метода можно использовать спектральный пирометр (спектропирометр) состоящий из малогабаритного ПЗС-спектрометра Ocean Optics (например, модели HR2000+), оснащенного оптоволоконным  кабелем и ноутбука с установленным программным обеспечением SpectraSuite. Спектрометр позволяет проводить накопление спектра в течение любого времени в интервале от 1 мс до 1 с.  Возможна регистрация одиночных спектров, как в режиме ручного запуска, так и при использовании внешнего синхроимпульса. В режиме кинетических измерений можно получать 1000 спектров в течение 1 с, этот режим важен при изучении кинетики нагревания или остывания.

При необходимости, с помощью драйвера OmniDriver, может быть разработано собственное Программное обеспечение, позволяющее автоматизировать ряд ручных операций (например, обработка полученного массива чисел и построение графика в необходимых координатах).

Использование пирометра на базе ПЗС-спектрометра позволяет проводить измерения температуры газовых и твердофазных пламен, эрозионной плазмы, твердых тел в плазме.

На рисунках приведены экспериментальные спектры излучения СВЧ разряда на поверхности порошковой смеси Mo – CuO  и спектр излучения прозрачного пропанового пламени и результаты обработки этих спектров: температура объекта определяется по наклону прямой. Спектры получены в отделе ИТТ ФГБНУ "НИИ ПМТ" и взяты с официального сайта.

Спектр излучения СВЧ разряда на поверхности порошковой смеси Mo – CuO

Спектр СВЧ разряда, построенный в виновских координатах после удаления спектральных линий.
По наклону определяется температура Т » 2790 К.

Спектр излучения прозрачного пропанового пламени до (1) и после (2) коррекции чувствительности ПЗС-линейки.

Участок спектра пламени в виновских координатах в интервале длин волн 460-750 нм. Температура Т = 1915 ± 4 К.

Дополнительная информация

- Спектральная пирометрия (Обзор). А. Н. Магунов, 2009 г.

- Выбор спектрального интервала, в котором нагретый непрозрачный объект излучает как серое тело. А. Н. Магунов, 2010 г.