Устройство для дистанционного измерения температуры

(71) Всесоюз ский,проектн нологический (53) 536.53( М.М. Марков,Васенков и В.Н.Ц 1 еный н о-кон инст 088.8 учно-исследовательтрукторский и техтут источников ток СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 945682, кл. С 01 К 11/12, 02.10.80(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт.св. М 945682, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности измерения в условиях длительной эксплуатации, в него введендополнительный отрезающий светофильтр,установленный с возможностью перемещения между источником света ивходным торцом световода, причемполоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента,Изобретение относится к термометрии.По основному авт. св. Р 945682известно устройство для дистанционНого измерения температуры, используемое для контроля температуры втруднодоступных участках силовыхтрансформаторов при длительных ннепрерывных режимах работы. Это устиойство содержит светодиод, подключенный к выходу управляемого гене Оратора импульсов, два Фотоприемника,соединенные соответственно с усилителями, подключенными к интегрирующим операционным преобразователям,один иэ которых подключен к управляемому входу генератора, а другойк регистратору, отрезающий светофильтр, установленный перед фотоприемником канала управления светодиодом, а также термочувствительныйэлемент, соединенный световодамисо светодиодом и фотоприемниками ивыполненный в виде полупроводниковой пластины, размещенной на .частиоснования поворотной призмы, на другой части оанования которой расположена стеклянная пластина,Для улучшения точности измерениятемпературы устройство выполненос двумя идентичными каналами - измерительным и опорным, каждый иэ ко- ЗОторых состоит иэ оптической частии электронно-измерительной схемы,причем электронно-измерительная схема снабжена блоком термостатирования.Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях длительной эксплуатации.Поставленная цель достигаетсятем, что.в устройство для дистанционного измерения темпеРатуры вве Оден дополнительный отрезающий светофильтр, установленный с воэможностьюперемещения между источником светаи входным торцом световода, причемполоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть 45спектра источника света и зонупрозрачности полупроводникового термочувствительного элемента.Йа чертеже представлена блок-схе О ма устройства для дистанционного измерения температуры.Устройство содержит источник 1 света (светодиод ), подключенный к выходу управляемого генератора 2 импульсов и соединенный снетоводом 3 с полупроводниковой 4 и стеклянной 5 пластинами, которые размещены на основании стеклянной поворотнойпризмы б и соединены снетоводами 7 и 8 соответственно с отрезающим 60 светофильтром 9, установленным перед ,фотоприемником 10 и с фотоприемником 11. Фотоприемники 10 и 11 подключены к усилителям 12 и 13, которые вместе с интегрирующими операЫионными преобразоВателями 14 и 15, блоком 16 термостатирования с датчиком 17 температуры образуют двухканальную электронно-измерительную схему, Усилители 12 и 13 выполнены по схеме с регулируемым коэффициентом усиления, Выход интегрирующего операционного преобразователя 15 подключен к входу регистратора 18.Для поверки устройства между источником 1 света и входным торцом световода 3 установлен с возможностью перемещения дополнительный отрезающий светофильтр 19, полоса пропускания которого включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупронодникового термочувствительного элемента 4,Воздействия нестабильностей и помех на измерительный канал передачи информации компенсируются в этом устройстве за счет измерения величины этих нестабильностей и помех н опорном канале, и регулировкой амплитуды длительности или частоты) импульсов генератора, подключающих светодиод,При условии пропорционального изменения неличины нестабильностей и помех в измерительном канале (Кн д,) и в опорном канале (Кн,ь) их отно -н.ои. шение постоянно и не выэйвает ощутимых погрешностей измерения, так как отношение этих величин К Киъ н,оМ учитывается при градуиронке прибора.Однако при промышленном производстве приборов и при длительных режимах их эксплуатации воздействия нестабильностей и помех на измерительный и опорный каналы (особенно на их оптические части) не всегда пропорциональны, так как поломки волокон световодов, провреждения соедн некий элементов датчика температуры, повреждения поворотной призмы нестабильности спектральных характеристик Фотоприемников и пр. в двух каналах не идентичны, т.е. отношение величин нестабильностей и помех измерительного и опорного каналов является величиной непостояннойКн,ив большинстве случаев - вСОИ 9Это приводит в большинстве случаев к соответствующей погрешности измерения температуры, превышающей требуемые пределы.Световоды 3, 7 и 8 размещены в чехле из фторопластоной пленки 20.Устройство работает следующимобразом,Импульсы светового потока от светодиода 1 через световод 3 поступают к полупроводниковой 4 и стеклян ной 5 пластинам и далее через поворотную призму б, вновь пройдя полу1030667 Составитель В. ГолубевРедактор Л. Гратилло Техред А.Ач Корректор Г. Огар Заказ 5193/42 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 проводииковую 4 и стеклянную 5 пластины, выходят по световодам 7 и 8. Импульсный световой поток, вышедший из световода 7, соединенного со стеклянной пластиной 5 через отрезающий светофильтр 9, поступает на Фотоприемник 10, а с Фотоприемника 10 электрические импульсы, усиленные усилителем 12, преобразуются в постоянное напряжение интегрирующим пре. образователем 14, выход которого подключен к управляющему входу управ. ляемого генератора 2 импульсов, образуя опорный сигнал.Импульсный световой поток, вяаедший из световода 8, соединенного с полупроводниковой пластиной 4, посту пает непосредственно на Фотонриемник 11, а с фотоприемника 11 электрические импульсы, усиленные усилителем 13, преобразуются в постоянное напряжение интегрирующим преобразователем 15, выход которого подклюяен к регистратору 18, образуя измерительный канал,Так как светодиод 1 имеет спектр излучения, соответствующий краю полосы поглощения полупроводникового термоэлемента 4 во всем диапазоне измеряемых температур, то в измерительном канале будет присутствовать информация об измеряемой температуре и погрешность измерения, вызванная нестабильностьювеличины отношения коэффициентовпередач измерительного и опорного5 каналов.После первичной градуировки прибора на регистраторе 18 фиксируют сигнал, величина которого соответствует отношению коэффициентов переда 10 чи измерительного и опорного каналов.Для этого дополнительный отрезающийсветофильтр 19 вводится в апертурусветовода 3.Величина сигнала, соответствующая отношению коэффициентов передачизмерительного и опорного каналов,периодически 1 раэ, например, вквартал) поверяется, а отклонениеее от зафиксированного значения может быть устранено, например, путемрегулировки коэффициента усиленияусилителя 13,Предлагаемое устройство позволяет значительно улучшить метрологичес -кие характеристики устройства для25 .дистанционного измерения температуры за счет обеспечения высокой точности измерения при промышленнойэксплуатации приборов на силовыхтрансформаторах.