Способ измерения цветовой температуры

Союз Советских Социалистицвсних РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К аВгОРСКОМ СВИДИтВЛЬСтВЮ(45) Дата опубликования описания 18.10,77ГооударстаенныЯ комнтет Совета Инннотроа СССР оо делам нзобретеннЯ н открытнЯ(т 2) Авторы изобретения Московский лесотехнический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к способам измерения температуры и может найти применение при разработке цветовых пирометров,предназначенных для измерения стационарных и нестационарных температур тел снепрерывным спектром излучения.Известны способы измерения температуры, основанные на законе смешения Вина113.Известен также способ измерения температуры, заключающийся в том, что с помошью спектрального прибора произвольнымобразом разворачивают спектр на приемникизлучения и измеряют плотности монохроматических компонент, находя длину волн, соответствуюшую максимуму излучения, с помошьо которой определяют цветовую температуру 2.Однако эти способы сводятсяк непосредственному измерению длин волн и позтомудля получения приемлемой погрешности определения температуры требуется спектральный прибор высокойраэрешаияцей способности,Целью изобретения является уменьшение 25 Япогрешности измерения температуры при ойыовременном снижении требований к спейтральному прибору,Это достигается тем, что разворачиваютпериодически спектр излучения по длинамволы на приемник излучения, выделяют мо цмент времени соответствующий максимумусигыала, и измеряют. временной интервалнапример, начало развертки - момент мансэвмума и ыо подученному временному интервалу судят о температуре исследуемогообъекта.Сигнал ыа выходе приемника злучейияв виновском приближений и с учетом селезтивности описывается выраженнвм где К -постоянная прибора;Ми 4 я)- спектральные характеристики црнймника излучения и оптической системы нирометрая длина. Волвыкъеффициеыт монохроматическойнзлучательыой способности;- абсолютная температура;- вторая постоянная Планка.Развертка во времени спектра иэлученяя2по длинам волн соответствует преобрвзовьНИЮе б цо максимуму 4, который генерирует короткий импульс, соответствующий времени нвс,туппения максимума колоколообразного импульса, С помощью блока 5 периодическигенерируется опорный импульс, соответствующий, например, началу развертки спектра.3ЯфК (2)Выходным импульсом формирователя поздесь 1 - время; максимуму и опорным импульсом началаМ - функция преобразования (постоян развертки спектра запускают триггер 6, а10 затем приводяУ в соответствие с темпервтуная прибора),рой полученный временной интервал. НаприС учетом формулы (2) выражение (1)примет внд мер если начало развертки соответствуетдлинноволновому участку спектра, то с повы 0.,Т)К 45(1) Т 1)кт-Ь,Т) (К 2) ЕХРГК фТ/1 ШЕНИЕМ ТЕМПЕратурЫ дпнтЕЛЬНОСтЬ СИГНапа,И генерируемого триггером, возрастает.Для диапазона температур 1200-1700 Кспектральные характеристики приемника иэвыбирают в качестве приемника излучениялучения оптической системы и коэффициент, .)фотоэлектронный умножитель с:.сурьмяноцемонохроматической излучательной способэиевым катодом и монохроматизируюшийности соответственно.О прибор со стеклянной оптикой. ПроведенныеИз выражения (3) следуетэксперименты нокаэывают, что приращение- )яЗОБ)ь) т)тфигня)Г" 1 длнтепьноотп выводного опгнепв трнггерв)м 1 1 .йпрактически линейно связано с изменениемгде , - время, соответствухщее мвксяму температуры исследуемого объекта в уквыт )З),25 занном температурном интервале. При исВ случае, когда характер излучения тела пользовании двигателя с= 3000 об-минявляется абсолютно черным или серым, т.ед для вращения зеркала развертки спектракогда затрачиваемое на одно измерение темпера( 1) Отуры время не превышает 0,02 сек. Уст - е(,) -о,дя 30 ройство, с помощью которого формируютопорный импульс начала развертки спектра,иэмеояемая температура будет истиннойзапускают вспомогательным осветительнымтемпературой. Во всех других случаях споприспособлением с использованием зеркаласоб измерения температуры является цветоразвертки спектра,вым, и цветовая температура тем меньше35 Погрешность измерения температуры вбудет отличаться от истинной, чем меньшепервую очередь определяется нестабнльносизменение иэлучатепьной способности в выбтью скорости вращения двигателя, которыйрвнном спектральном дйапаеоне по сравврашает зеркало развертки спектра, а такиению с крутизной спектральных характерисже временной погрешностью формирбввтелятик приемника излучения и оптической снс 40 по максимуму, Известно, что система статемыбилизации скорости вращения двигателя,фйИВ)И т1 ь - гнк),р)выполненнвн не основе переключвкыего рсй сйле, обеспечивает нестабильность скорости,На чертеже изображена блок-схема одно- не превышвюшуо + 0,2%. Погрешность форго иэ возможных пирометров, с помощью 45 мирователя по максимуму нв основе диодкоторого можно измерить температуру по но-регенеративного компвратора не превыописываемому способу, шает 0,5% (включая и сиетматическиеИзлучениеот выбранного участка иссле- погрешности). Следовательно, основнаядуемого обьекта с помощью оптической си. погрешность описанного варианта цветовоготемы 1 передается на спектральный прибор 50 пирометрв, принцип действия которого2, содержащий устройство, которым спектр основан на предложенном способе измерепо длинам волн разворачивается периодичес ния, не превышает+1%.ки, например, установленное после камерно- Блвгодаря периодической монотоннойго объектива перед выходной щелью вращв- развертке спектраи преобразованию смещеюшееся заркало. 55 щения максимума излучения по длинам волнНа нагрузке приемника излучения 3, ус- во временной интервал требования к разретановленного за выходной щелью спектраль- шаюшей способности спектрального прибораного прибора, периодически выделяются нм- могут быть снижены,пульсы напряжения колоколообразной формы. Таким образом, предложенный способЭтн импульсы передаются на формирователь 60 измерении цветовой температуры основанный573724 Составитель А, КружилинаРедактор О. Пинчук Техред Н, Андрейчук Корректор А, Власенко Заказ 3753/33 Тираж 865 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, .,г, Ужгород, ул. Проектная, 4 на преобразовании смешения максимумаизлучения по длинам волн в изменениидлительности временного интервала, позволяет автоматизировать процесс измеренийи уменьшить погрешность измерения температуры при одновременном снижении требований к спектральному прибору,формула изобретения ОСпособ измерения цветовой температуры, эаключаюшийся в том, что разворачивают периодически спектр излучения исследуемого обьекта на приемник излучения, измеряют плотности монохроматических компонент и в спектре, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью уменьшения погрешности измерений, выделяют момент времени, соотвеэствукеций максимуму. сигнала, измеряют временной интервал от начала развертки спектра до получения максимального сигнала и по полученному временному интервалу судят о температуре исследуемого обьезта.Источники информации, принятые во внии мание при экспертизе.1, Патент США М3222930 кл. 73-355, 1965.2. Свет Й, Я. Объективные, методы высокотемпературной пирометрий при непре рывном спектре излучения М фНаукаф, 1968. с. 25.