Пирометр

(51) 5 1 ОСУДАРСТВЕ)1 НГ 10 ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Пермский политехнический институт(56) Патент США ЬЕ 3635088,кл, 6 01 ) 95/60, 1972,Авторское свидетельство СССРМ 246117, кл, 6 01 Л 5/60, 1968,(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры обьектов по ихтепловому излучению, и может быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел, атакже твердых и жидких тел, в которых образована полость черного тела, Цель изобретения - повышение точности ибыстродействия измерения температурыпри одновременном повышении производительности труда, Определяют момент смены знака разности напряженийОЛ) - ОЛ 2 на прямом и инверсном входахнуль-органа 12, величина которых пропорциональна текущему значению длин волн Лп и Лъ где 1 = 1. 2, .и т,д., выделяемых первой 4 и второй 5 выходными щелями устройства 1 для сканирования спектра, соответственно. В этот момент времени пиковый детектор 16 запоминает величину выходного сигнала датчика перемещения 7 диспергирующего элемента 3. пропорционального текущему значению длины волны Лп, принимая равным Ьакс В вычислительном узле 14 осуществляется вычисление значения действительной температуры объекта исходя из закона смещения Вина, которое отображается регистрирующим прибором 15 При этом спектральная ширина первой 4 и второй 5 выходных щелей выбирается равной 5-50 А, а выделяемые на их выходе длины волн Л) и Л 2 отличаются не более, чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействия определения действительной температуры исследуемых объектов. а также позволяет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышения быстродействия измерений, так и за счет сокращения длительности подготовки пирометра к измерениям из-за отсутствия необходимости его градуировки по модели АЧТ, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к бесконтактномуизмерению температуры обьектов по ихтепловому излучению, и можт быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел, атакже твердых и жидких тел, в которых образована полость черного тела,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерения температуры при одновременном повышениипроизводительности труда,На чертеже приведена функциональная схема пирометра.Пирометр содержит устройство 1 длясканирования спектра, выполненное в видеоптической системы 2, диспергирующегоэлемента 3, первой 4 и второй 5 выходныхщелей, а также злектропривод 6 и датчик 7перемещения диспергирующего элемента3, первый 8 и второй 9 фотоприемники, первый 10 и второй 11 фотоусилители, нуль-орган 12, триггерное устройство 13,вычислительный узел 14, регистрирующийприбор 15, пиковый детектор 16, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 17, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18,регистр 19 и генератор 20.Пирометр работает следующим образом.Излучение от исследуемого объекта (начертеже не показан) через оптическую систему 2 устройства 1 для сканирования спектра поступает на его диспергирующийэлемент 3, приводимый во вращение электооприводом 6. С выхода диспергирующегоэлемента просканированное по спектру исследуемое излучение через первую 4 и вторую 5 выходные щели устройства 1 длясканирования спектра поступают на входпервого 8 и второго 9 фотоприемников соответственно. Электрические сигналы О иО А амплитуда которых пропорциональнатекущему значению длин волн Ан и Л 2 соответственно, где - 1,2 через первый 10 ивторой 11 фотоусилители поступают на прямой и инверсный входы нул -органа 12. Дотех пор, пока величина электрического сигнала О Д больше величины электрическогосигнала О Д, на выходе нуль-органа 12 формируется электрический сигнал, запрещающий работу триггерного устройства 13,установленного в исходное состояние послевключения питания пирометра выходнымсигналом генератора 20, поступающего наего второй вход, В тот момент времени, когда величина электрического сигналаОД 1 станет меньше величины электрического сигнала ОД, на выходе нуль-органа5 101520 код текущего значения длины волны Л;, принимаемого за значение А+,экю, соответствующее максимальной яркости спектра излучения исследуемого обьекта, Цифровой кодс выхода ПЗУ 18 переписывается в регистр 19, разрядность которого определяется необходимой точностью вычисления макс С выхода регистра 19 цифровой код поступает на первый вход вычислительного узла 14. на выходе которого формируется сигнал, равный отношению 238/Жакс Величина этого сигнала. соответствующая измеренной действительной температуре исследуемого обьекта, индицируется на табло регистрирующего прибора 15, Через один оборот диспергирующего элемента 3 устройства 1 для сканирования спектра датчик 7 перемещения вновь занимает исходное положение, пиковый детектор 16 обнуляется, а на его втором выходе формируется импульс, по которому триггерное устройство 13 возвращается в исходное положение. При этом эапре:цается работа ПЗУ 18, а регистр 19 и вычислительный узел 14 обнуляются, Цикл работы пирометра гювторяется. Необходимо отметить, что перед началом работы пирометра триггерное устройство 13. вычислительный узел 14, пиковый де гектор 16 и АЦП 17 устанавливаются в исходное состояние выходными импульсами генератора 20, кроме того, генератор 20 обеспечивает функционирование вычислительного узла 14 и АЦП 17.Таким образом, пирометр позволяет быстро и точно определять длину волны 3 акс благодаря близости выделяемых устройством 1 для сканирования спектра текущих длин волн Лаиб и автоматизацииопределения Ак =Й в момент смены 25 30 35 40 45 50 55 12 формируется электрический сигнал, при поступлении которого на первый вход триггерного устройства 13 на втором выходе последнего формируется электрическийсигнал. При поступлении на третий вход пикового детектора 16 электрического импульса с второго выхода триггерного устройства 13 в пиковом детекторе 16 запоминается значение выходного напряжения датчика 7 перемещения, величина которого пропорциональна текущему значению длины волны Ап. Кроме того, на первом выходе триггерного устройства 13 формируется импульс, при поступлении которого на вторые входы вычислительного узла 14 и ПЗУ 18 разрешается их работа.Напряжение, запомненное в пиковом детекторе 16, поступают на вход АЦП 17;преобразующего его в двоичый цифровой код, который определяет адрес ячейки памяти ПЗУ 18. в которой записан цифровойЗвквз 748 Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-Я 5, Раушская наб., 4 Л Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101,знака разности напряжений(ОА -ОЛ ) на выходе первого 10 и второго 11 фотоусилителей. Экспериментально установлено, что это достигается при спектральной ширине первой 4 и второй 5 выходных щелей устрой ства 1 для сканирования спектра 5-50 В, при этом выделяемые нв их выходе длины волн А 1 и Я 2 должны отличаться не более чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействия опреде ления действительной температуры исследуемых объектов, а также позволяет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышения быстродействия измерений, так и за 15 счет сокращения длительности подготовки пирометрв к измерениям из-за отсутствия необходимости его градуировки по модели абсолютно черного тела. Формула из об рете н и яПирометр, содержащий расположенное по ходу излучения устройство для сканирования спектра излучения с диспергирующим элементом, выполненным с 25 возможностью вращения. датчик перемещения диспергирующего элемента, первый фотоприемник, установленный за первой выходной щелью устройства для сканирования спектра излучения, первый фотоусили тель, вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, в также вычислительный узел,. выход которого соединен с регистрирующим прибором, о т л и ч а ющ и й с я тем, что. с целью повышения 35 точности и быстродействия измерения темнературы при одновременном повышении производительности труда, в него дополнительно введены второй фотоприемник, второй фотоусилитель, нуль-орган, триггерное устройство, генератор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство и регистр, при этом устройство для сканирования спектра излучения снабжено второй е ходной щелью, размещенной на одной окальной поверхности с первой выходной целью и настроенной на выделение монохромэтического излучения с длиной волны А 2 ь где 1= 1.2 и т.дменьшей длины волны Ъ монохроматического излучения, выделяемого первой выходной щелью, на 5-10 нм, причем прямой вход нуль-органа соединен с выходом первого фотгъусилителя, инверсный вход через второй фотоусилитель - с выходом второго фотоприемника, а выход - с первым входом триггерного устройства, выход датчика перемещения диспергирующого элемента через пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство и регистр соединен с первым входом вычислительного узла, второй вход которого соединен с первым выходом триггерного устройства и вторым входом постоянного запоминающего устройства, а третий вход - с выходом генератора и вторыми входами пикового детектора, аналого-цифрового преобразователя и триггерного устройства, третий вход последнего соединен с вторым выходом пикового детектора, э второй выход - с его третьим входом.