Способ измерения температуры среды в лучистом потоке

Союз Советскик Социалистическиа РеспубпикОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ 11 741067(51)М. Кл.201 Л 5/12 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ В ЛУЧИСТОМ ПОТОКЕИзобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано для измерения температуры среды, нагреваемой лучистым потоком, например, температуры диапозитивов в проекционных системах, температуры линз и других оптических элементов температуры деталей в топках паровых котлов, температуры воздуха в тени (при наличии рассеянного лучистого потока) и на солнце.Известны способы измерения температур с учетом погрешности термопар только в отсутствии лучистого потока, например, при измерении в 5 магнитном поле (1).Температуру объектов, нагреваеьых лучистым потоком, определяют либо расчетным путем, либо измеряют с помощью термопар, 20Наиболее близким техническим реше- ниеМ является способ измерения температуры среды в лучистом потоке, использующий экранирование термопары 2, Этот способ, предназначенный 25 для повышения точности измерения температуры в топках паровых котлов, заключается в том, что рядом с термопарой устанавливается постоянный экран (в первом случае - пластина, ЗО во втором - наконечник), предотвращающий прямое попадание лучистого потока на чувствительный элемент термопары.Недостатком известных способов является их низкая точность, вызванная тем, что во-первых, постоянный экран закрывает и часть среды, температуру которой измеряют, вследствие чего искажается температурное поле среды в месте контакта с нею термопары; во-вторых,не исключается попадание на термопару рассеянного лучистого потока; в-третьих, постоянный: экран, нагреваясь, сам служит источником вторичного (вредного) излучения, попадающего на термопару и искажающего ее показания;точность: измерения температуры зависит от материала и геометрической форьыэкрана, а также от чистоты обработки чувствительного элемента термопары. Постоянный экран не может дать высокую точность измерения температуры в случае большой разницы коэффициентов поглощения среды и термопары, например, при измерении температуры стекла.Цель изобретения - повьааение точности измерения температуры.Поставленная цель достигается тем,что в фиксируемый момент времениэкранируют от лучистого потока термопару вместе с исследуемой средой,регистрируют изменение температурыохлаждающейся термопары во времени,определяют границу ускоренного и замедленного режимов охлаждения термопары (первый - остывание перегретойлучистым потоком термопары до температуры.среды, второй - охлаждениетермопары вместе со средой) и по характеру изменения температуры в замедленном режиме охлаждения судят означении температуры исследуемой среды в момент .экранировки лучистогопотока.На фиг.1 изображено устройство,иллюстрирующее реализацию предлагаемого способа; на фиг,2 - зависимостьтемпературы спая термопары отвремени; на фиг,3 - реальная, записанная прибором, кривая зависимоститемпературы от времени.Устройство (фиг.1) представляетсобой часть оптического узла проектора и содержит термопару 1, помещенную между двумя диапозитивами 2 иподключенную к записывающему прибору3, лампу 4, посылающую через конденсатор 5 лучистый поток на диапозитивы 2 и непроницаемую шторку б, которая может в любой момент времени перекрыть лучистый поток, Шторка б можетбыть любой формы и иэ любого материала при условии, что за время регистрации температуры охлаждающейся термопары (от 1 до 1, фиг.2) лучистыйпоток исследуемого диапазона не пройдет через нее или не будет воздействовать на термопару,Способ реализуется следующимобразом,Вначале фиксируются с помощью записывающего прибора показания термопары, сдай которой расположен наповерхности исследуемой среды и облучается вместе с ней лучистым потоком.Затем быстро перекрывается непроницаемой шторкой падающий лучистыйпоток. При этом записывающий приборрегистрирует убывание температурыспая. Зависимость температуры спаятермопары от времени (фиг.2) состоит иэ трех участков 1, 2 и 3, Участок 1 характеризует суммарную температуру Т в .Отемпературу среды и перегрев термопары от непосредственноговоздействия на нее лучистого потока.Перекрытие лучистого потока непроницаемой шторкой в момент времени(на кривой ему соответствует точка А), приводит к охлаждению термопары и среды с разными скоростямиЗа счет малой теплоемкости термопарыохлаждение перегретого спая термопары до температуры среды (на кривой20, термопары лучистом потоком,Формула изобретений 40 Способ измерения температуры средыв лучистом потоке, использующий экра-нирование термопары, о т л и ч а ю - щ и й с я тем,что,с целью повышенияточности, измерения температуры,в фиксируемый момент времени экранируютот лучистого потока термопару вместес исследуемой средой, регистрируютизменение температуры охлаждающейсятермопары во времени, определяютграницу ускоренного и замедленногорежимов охлаждения термопары и похарактеру изменения тейпературы в,замедленном режиме охлаждения судят 55 о значении температуры исследуемойсреды в момент экранировки лучистогопотока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 5 10 1525 30 35 точка Б) происходит сравнительнобыстро (участок 2), в то время какостывание самой среды (зависящееот условий охлаждения) происходитзначительно медленнее (участок 3).На участке 3 за время от 1дотемпература спая изменяется так же,как и температура среды,Поскольку остывание среды подчиняется одной и той же закономерностидля всех моментов времени, начинаяс момента перекрытия лучистого потока, 14, можно экстраполяцйей участка3 кривой определить положение точкиВ и найти, таким образом, действительную (невоэмущенную) температуру Тдсреды в момент перекрытия лучистогопотока.,Таким образом, способ позволяетопределить температуру среды с учетомпогрешностей, вызванных перегревом Использование способа измерения температуры среды в лучистом потоке обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:возможность получения действительной температуры среды с повышенной точностью, близкой к точности, определяемой классом измерительного прибораувоэможность исследования влияния различных участков спектра на тепловой режим среды;воэможность определения погрешностей термопар при измерении температур в лучистом потоке, что особенно важно в современном оптическом приборостроении с использованием излучателей больших энергий. 1. Авторское свидетельство СССР 9481792, кл. 6 01 К 7/02, 1974,2, Авторское свидетельство СССР 94 б 3009, кл. 6 01 К 7/02, 1973, 741067Заказ 3321/4 Тираж 713 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раущская наб., д.4/5