Способ измерения температруы

(51) 3 Ъсударстеенный комитет СССР нс делам изобретений н открытийОпубликовано 30.12.79. Дата опубликования о 2) Авторы изобретен И. Самсонов и А. Н, Колесниченко сковский лесотехнический институт Заявитель) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР из сравниваемых сигналов (экспдолжен быть больше другого.Цель изобретения - расширение диапазонаизмерения температуры.Поставленная цель достигается тем, что измеряют временной интервал между моментамиуравнивания первого и второго сигналов снапряжением сравнения, интервал времени меж.ду моментами уравнивания второго и после.дующего сигналов, аналогичного первому,напряжением сравнения, н по разности полученных интервалов судят о температуре,По предлагаемому способу, кроме расширения диапазона измерений, увеличивают в двараза чувствительность, а Следовательно и точ.ность, так как измеряют разностный сигнал,содержащий в уменьшаемом и вычитаемоминформацию о температуре с разными знаками,Этим способом измеряют яркостную спект.рального отношения и двойного спектральногоотношения температуры,На чертеже изображена диаграмма, показы.вакщая экспоненциально спадающие импульсы1, 2 и 3, величина которых, допустим, пропороненциальныи) с Изобретение относится к области измертемпературы тел с непрерывным спектром излучения.Известны способы измерения температуры,основанные на сравнении импульсов, пропорцио 5нальных энергиям излучения в двух участкахспектра путем формирования экспоненциальных электрических сигналов с последующим выделением напряжения, пропорционального логарифму отношения укаэанных выше импульсов (1, (2,Эти способы не обеспечивают достаточнойточности.Наиболее близким по технической сущностик изобретению является способ измерениятемпературы, основанный на сравнении сигналов,амплитуды которых пропорциональны энергияммонохроматических излучений, путем формировопия одного электрического импульса с экс.поненциально спадающим фронтом и фиксирования момента времени достижения напряжениясравнения, соответствующего второму сигналу 131Недостаток, такого способа состоит в огра..ниченном диапазоне измерения, так как один 2641816/18 - 25 М.Ькллетень 48 (сания 30.12,79(2) 20 3циональиа монохроматическим яркосгям эталонного источника (импульсыи 3) и измеряемого объекта (импульс 2).Согласно приближению Вина лркостную температуру можно записать как 5Х 12 оп,где Т и Тп - яркостные темперагуры;Ьх и Ь и - яркости исследуемого объектаи эталона соотвегственно;Х - эффективная длина волны;Сз - постоянная формулы Планка.Временные интервалы между моментами сравнения экспонент с уровнем сравнения Ое равны Ьоп,.где , - промежуток времени между поступолениями импульсов,- постоянная времени цепи формирования экспоненты,Тогда разность временных интервалов2 -С =2 Г Е 11 -ф,щ, (4)12 23 э Ъх,25После преобразования имеем Измеряемая этим способом разность временных интервалов равна логарифму отношения-с:с ен - , Р)131 Ъ Э12 2 Ъ Э 122 а следовательно и измеряемой температуре.Фотоэлектрический пирометр частичного из. лучения (яркостный) по предлагаемому спосо. бу построен следующим образом. Излучения ог объекта измерения и от эталонного источ. ника сравнения (пирометрической лампочки постоянного накала) поочередно поступают на приемник излучения через щели вращающегося обтюратора, Перед приемником излучения, в качестве которого используют фотоэлектронный умножитель, установлен светофильтр. Эффективную длину волны пирометра формируют совместно спектральные характеристики, светофильтра и фотокатода, Фотоэлектрический умножитель соединен своим выходом с интег. ратором, который формирует экспоненциальные импульсы, За интегратором установлено пороговое устройство (триггер Шмидта). Пороговое устройство фиксирует моменты равенства экспоненты уровню сравнения. Для измерения разности смежных временных интервалов используют реверсивный счетчик с генератором заполнения, которым управляют импульсами с порогового .устройства, .Для измерения цветовой температуры спектрального отношения на входе приемника излучения формируют импульсы, пропорцинальныемонохроматическим яркостям объекта в одномучастке (пусть это импульсы 1 и 3) и в дру. 35гом участке спектра (импульс 2).Формула пирометра спектрального отноше.ния, основанного на предлагаемом способе измерения. следующая:С 14 Огде Л - эффективная длина волны цветовогопирометра;Т - измеряемая цветовая температура;А - постоянная величина,45Для измерения температуры двойногоспектрального отношения на входе приемникаизлучения формируют импульсы, пропорцинальные монохроматическим яркостям в трех участках спектра, например синий" (импульс 1),"зеленый" (импульс 2), "красный" (импульс 3),Измеренная цветовая температура пропор.циональна логарифму отношенияцЪь- СН г(7) 55Т Ъгде Ьг, Ьэ, Ьэ - яркости "синего", "зеленого"и "красного" импульсов соот.вественно. Элекронная часть пирометра спектральногои двойного спектрального отношения построе.на точно так же, как и у яркостного пирометра, а изменения внесены в оптическуючасть. В обтюраторе установлены светофильтры,которые монохроматизируют излучение объекта в двух (пирометр спектрального отноше.ния) и в трех (двойного спектрального отношения) участках спектра. Пирометрическая лам.почка и светофильтр перед фотоэлектрическимумножетелем отсутствуют,Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерять яркостную, спектрального идвойного спектрального отношений температуры в широком диапазоне входных воздействий,не ограниченном соотношением сигналов. Измерение яркостной и спектрального отношения температур производится с повышеннойвдвое чувствительностью.Формула изобретенияСпособ измерения температуры, основанный на сравнении сигналов, амплитуды которых пропорциональны энергиям монохроматических излучений, путем формирования одного сигна ла в виде электрического импульса с экспо. ненциально спадающим фронтом и фиксиро.. по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау766 Подписноего комитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/5-4 -Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проек валия момента времени достижения напряжения сравнения, соответствующего второму сиг. налу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения темпе- ратуры, измеряют временной интервал между моментами уравнивания первого ивторогосиг палов с напряжением сравнения, интервал вре. мени между моментами уравнивания второго и последующего сигналов, аналогичного перво- ,1му, с напряжением сравнения, и по разностиизмеренных интервалов судят о температуре. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе"Металлургия", 1971,2. Авторское свидетельство СССР 9375498,кл. 6 01 1 5/60, 1973,10 . 3. Авторское свидетельство СССР Мф 188066, кл. 6 01 1 5/60, 1967.