Пирометр цветовой температуры

О П=И С А Н И Е 69234ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 15.03.82 ло делам изобретений и открытий(54) ПИРОМЕТР ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ1 Изобретение отноаится к устройствамизмерения температуры по,излучению, в частности к пирометрам, измеряющим температуру по отношению пото 1 ков,излучения.По основному авт. св,151068 известен логарвфмический цветовой пирометр, измеряющий температуру по величине логарифма опношевия спекпральных лучистостей.Пврометр выполнен в виде амплитудновременногю црвобразователя экспоненциально-,импульсных сипналов с амплитудами, пропорцоональиыми соответс пвующим спектральным лучистостям. На выхюде этого преобразователя,;работающего как амплитудный опр,аниаитель, получаются прямоугольные импулнсы тока с длительностями, пропорцвональными лагари 1 фмам каждой из спектральных лучистостей. Разность падений напряжений от этих,импульсов пропорциональна величине логарифма отношения лучистостей, т. е. линейно зависит от обратных значевий цветовой температуры.Недостатком этопо пкрюметра являетсяналичие,методической погрешности при язмеренови температуры тел с несерьтм ха- ,рактером излучения, в частности металлов.Так, например, прои изменении поверхности ,расплавленной стали нли чугуна от чистой(зеркальной) до полезностью поюрытюй окисной племкой показания цветового пирометра, даже при оптймально выбранных значе,ниях длинен воля, изменяются на 50 - 60 С.Это не позволяет эффективно иапюльзоватьцветювые пирометры для кюнтроля температуры расплавленного металла,Целью изобретения является уменьтпение погрешности измерения температуры,в частности обеспечение точности измере,няя температуры чугуна н стали не хуже+1 % при изменении излучателыной оообенности - 0,4 - 1,0,Цель достигается тем, что аредлапае 15:мый п,ерометр снабжен дву,мя п,реобраэо,вателями сигналюв, включенными междупреобразователем с г-образной хараистеристииой ,и измерительным прибором, вряэтом отношение коэффициентов передачи20 тпреобразователей равно обратному отяоще.нию логарифмов минимальных значеняйспектральных излучательных способностейобъекта.Для чистой (зеркальной) поверхности25 чугуна (сталя) при длинах волн Л 1 =-м(Л 1) =0 42 и в(Л,) =037 т е1 пе (Л,) = - 0,87 и 1 пв(Л) = - 0,99, Для полностью окисленной поверхности чугуна излу= - 0,223Прй "этом методичеакая лоэрешность вобрапных значениях температур (для цве. " "тового пирометра)(Л, - Л 1) Сг а (Л,)и ( 1)п -, (л)что при температуре 15 ООС составляет ао.грешностидля чистой паверхности +53,5 С,для окисленной 0 С,Импулысы тока 11 и 1 г на выходе ареобразсгвателя пирометра ао прототипу пропорциональны логароф мам соответствую" щих"спектральных лучистостейЬ (Л 1,Т) и Ь (Лг,Т), гдеЬ(лТ) = я(Л 1) Сдл 1- ехр -.",= Фг)Ь,(ЛТ),где Ьо(ЛТ, Ьо(Лг,Т) - сп 6 кпралыные лучистости абсолютно черного тела; С,;и Сг -первая и вторая пираметричвские постоянные; Т - действительное значение температуры. Обозначим через К 1 и Кг коэффициенты преобразования линейной схемы п 1 иромепра для обеих спектральных лучистостей, через Р, и Р, - иоэффицйенты передачи" выходных-элементов схемы соответствеино для первой и второй лучистостей,Тегда1, = 1 пК 1 в(Л 1) Ьо(Л 1,Т); 1 г=1 пКгв(Лг) Ьо(ЛгТ)а выходной сигнал определяется разностью;Л =Рг 1 г - Р 111.В цветовдм пйрометре элементы, на выходе тсоторых снимаются сигналы Р 11, и Рг 1 г, имеют коэффициенты передачи одинаковые, т. е. Р 1=Р,=Р иЬ = 1 п - +1 и . +1 п Фг) Ьо( г )- .(Л,) Ь (лт) Очвнидно, что методическаяпогреш.(л,)1нбстьойределяется первым членом 1 п -1второй член дредставляет,закон Вина-Планиа, а третий член апределяет параметры" " " аирсгметра таис,-что в пграцессе измерения1 п КгК 1 = сопз 1.В дополнительном изобретеняй предлагается коэффициенты передачи сделать та 11 "гкими чтобы:-=- - .1 иОчевидно; что при этом выходные сипналыбудут:) Ь р ( Т) 1 с,р10Изменения, вносимые во второй и тре.тий члены (возведением в степени с показателями Р, и Рг), сиазыванщся лишь напоказателях иирометра и учитываются приего градуировке, Но так как для чистойловерхности чугуна (стали)Р,1 п в (Л,) = Рг 1 пвм (Лг),то1 п - " - ,- = 0.(л )и(Л 1)20Для черного тела е,., (Л 1) =в., (Лг) =1и, следовательно,1 и " ; - =О.Я., (7.,)Е 1 т(71)Для поверхности, поирытой окисной пленкой-2-.-" = - 0,0327,1 171)З 0 Это в диапазове температур 1000 - 15 ООСсоответствует попрвшности примерно 9 С.Таким образом, ирименение изобрете" " вйя позволит уменыпить методическую потрешность;цветового пирометра в 5 - 6 раз,Это обеспечит бесконта 1 ктное измерениетемнературы жидкого металла, стали и чугуна (в 1 ванне, в струе) с точностью не менее +11%,На чертеже показана схема предлагае 40 Мого пирометра, состоящего из объектива1, модулятора со встроенными светофильт,ра,ми 2, нриемника излучения 3, усилителя4, пик-детектора 5, элементов 6 и 7 в цепипик-детектора, преобразователя 8, элементов45 9 и 10 преобразования выходных сигналов,переключателя 11 и регистрирующего прибора 12.Примером конкретного выполненияпредлагаемого изобретения является включение на выходе вреобразоаателя в качестве элементов 9 и 10 двух резисторов Я 1 и1 сг, с,которых выходной сипнал снимаетсяв виде разности иадеиия напряжений, приэтом резисторы выбираются так, что1, 1 пь, (Лг)Т 1 1 пя)Тогда результирующее нааряжение Ур,фиксируемое прибором 12, будет00:д (Лг) Ьо (ЛТ)Цр=1,Р, 111,=1 п, (Лг) + Ы"Т) +Кг+и -КРф При этом, постоявиые времени обеих вы692341 ния температуры, он снабжен двумя преобразователями сипналов, ьключенными,между ареобразователем с г-образной характеристикой и измерительным прибором, г 1 ри этом отношение коэффициентов аередачи преобразователей равно обреа"пному опношению логарифмов миоомальных зяачеяяй спектральных ивлучательных способностей о 1 бъекта,СоставителТехред А,уевшникова Корректор С. Ф Редактор С, Титов аказ 256/163 Изд.124ПО Поиск Государственного комитета СССР по113035, Москва, Ж, Раушска Тип, Харьк, фил, пред. Патент 5ходных:цепей, для сохранения нормальных дянамичесйих лараметров схемы выполняются одинаковыми,Формула изобретения Пироме 11 р цве 1 овой температуры по,авт. ов, Мв 151068, отлич ающийся тем, что,с целью уменьшения погрешности измере..,лф 1 ыщфа "ат, .лр,а аж 683 Подписное елам изобретений и открытий аб., д. 4/5