Устройство для измерения температуры объекта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 991182(22) Заявлено 2 Ы 177 (21) 2548620/18-25 И) М. Кл.з с.присоединением заявки Мо С 01 4 5/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Н.И. Домаренок и А.П. Достанко ий институт 71) Заяви нский радиотехниче) УСТРОЙС ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ОБЪЕКТА левизионномунения яркостикостью изобрапирометрическэталонным объконтролируетстоку накала.объекта опредного уравниваго и эталоннонения оператоЭто устройизмерения расля, используюния яркостныхобъектов по ижению, не облизмерения темточного и субсоавнения яркдуемого объек ссле- очииее близким по технической к изобретению является устсодержащее передающую телекамеру, на вход которой тему совмещения проецируются ия исследуемого объекта наи эталонной пирометрической аливания, а выход соединен Наиболсущностиройство,виэионнуючерез сисизображенблюдениялампы нак Изобретение относится к телевизионной измерительной технике, посредством которой производится измерение и регулирование температур нагретых объектов по их телевизионному изображению, и может быть использовано для дистанционного регулирования температуры различных объектов с одинаковой излучательной способностью и применено в приборах для дистанционного измерения температуры.Известно устройство для дистанционного измерения температуры нагретых объектов по их телевизионному изображению, содержащее последовательную цепь оптических элементов для совмещения изображения исследуемого объекта с нитью пирометрической лампы и для переноса совмещенного иэображения на фотокатод электронно-оптического преобразователя, выходной оптический сигнал которого посредством оптических элементов переноса изображения проецируется на мишень телевизионной передающей трубки, сигнал с которой подается на последовательно соединенные блок представления измеряемой информации и стрелочный измеритель температуры, позволяет измерить температуру нагретого объекта по его те иэображению: путем сравего изображения с яржения нити накаливания ой лампы, являкщейся ектом. Ее температура я косвенным способом по Температура исследуемого еляется в момент виэуальния яркостей исследуемого объектов путем измером тока накала Ц и 2/, ство для дистанционного пределений теплового пощее такой способ сравнетемператур нагретых х телевизионному изобраадает высокой точностью пературы вследствие иеъективного характера остных температур и та и эталонного истсо входом видеоконтрольного устройства,один из выходов которого соединен со входом блока выбора точки на теле визионном растре, а второй - со входом блока выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, причем выход блока выбора точки на телевизионом растре соединен со вторым входомлока выделения и измерения видеосигнала, выход которого соединен со входом блока цифровой индикации темпераО туры И 3 .Система контроля изображения рабо" тает следующим образом.Иэображение исследуемого нагретого объекта и нити накаливания пирометрической лампы проецируется на мишень телевизионной передающей камеры, сигнал с которой поступает на видеоконтрольное устройство. На экране последнего визуализируется тепловая картина наблюдаемого и эталонного объектов 2 О Сигналы пилообразной формы кадровой и строчной разверток видеоконтрольного устройства подаются на входы пороговых устройств (компараторов) блока выбора точки на телевизионном растре 25 и управляют его работой. В свою очередь, сигнал с выхода блока выбора точки на телевизионном растре управляет работой блока выделения и измерения видеосигнала в заданной точке. 30 О температуре судят по цифровому индикатору блока индикации температуры, проградуированному по пирометрической лампе. Процесс градуирования представляет собой процесс последовательного 35 сравнения яркостных температур исследуемого и эталонного объектов путем уравнивания показаний измерительного блока при поочередной .регистрации температуры исследуемого и эталонно го объектов.Этот процесс сравнения температур двух объектов трудоемок, требует тщательной переградуировки при исследовании объектов с различными излучательными способностями и особенно усложняется при наблюдении нестационарных тепловых полей.Цель изобретения - повышение точности измерения путем автоматизации процесса .сравнения температур двух объектов.указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введе ны последовательно соединенные второй блок выбора точки на телевизионном растре, второй блок выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, блок сравнения яркостных температур и нагревательное устройство, соединенное с эталонным объектом, при 60 этом второй вход блока сравнения яркостных температур соединен с выходом первого блока выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, второй вход второго блока выделения и изме рения видеосигнала в заданной точке соединен с вторьм входом первого блока выделения .и измерения видеосигнала в заданной точке, а вход второго блока выбора точки на телевизирнном растре соединен с входом первого блока выбора точки на телевизионном растре.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.В устройство входят объекты наблю-. дения 1 и 2, система 3 совмещения иэображений этих объектов, инфракрасная телевизионная камера 4, видеоконтрольное устройство 5, блоки б и 7 выбора точек на телевизионном растре, блоки 8 и 9 выделения и измерения видеосигнала в этих точках, блок 10 сравнения яркостных температур, нагревательное устройство 11 объекта. 2.. Система совмещения 3 изображений двух объектов наблюдения 1 и 2 является оптическим устройством, имеющим две независимые оптические оси и позволяющим совмещать в своей фокальной плоскости изображения двух объектов, разнесенных в пространстве.Телевизионная передающая камера 4 формирует телевизионный видеосигнал стандартной формы, соответствующий изображениям наблюдаемых объектов,Видеоконтрольное устройство 5 устройство, воспроизводящее телевизионный видеосигнал на экране приемной телевизионной трубки, на котором можно наблюдать изображение исследуемых объектов.Блоки б и 7 выбора точки на телевизионном растре, управляемые синхроимпульсами кадровой и строчной частоты от видеоконтрольного устройства; позволяют путем сравнения пилообразных напряжений пороговыми устройствами с регулируемыми уровнями срабатывания выработать импульсы напряжения, соответствующие по своему временному положению выбранной точке на телевизионном растре.Блоки 8 и 9 выделения и измерения видеосигнала с заданной точки телевизионного растра позволяют выделить из видеосигнала только ту его часть, которая соответствует по своему временному положению импульсу от блока выбора точки на телевизионном растре, и измерить амплитуду выделенной части видеосигнала, которая пропорциональна яркостной температуре наблюдаемых объектов в выбранных точках.Блок 10 сравнения яркостных темпе-. ратур анализирует и сравнивает напряжения, подаваемые на его входы с двух блоков выделения и измерения видеосигнала.В случае неравенства этих напряжений на его выходе появляется напряжение той или иной полярности, величина которого пропорциональна разности напряжений на его входах.Нагревательное устройство 11 - этсуправляемое устройство, задаваемыйтемпературный режим которого находится в прямой зависимости от напряженияна управляющем входе.Изображения объектов 1 и 2 с помощью системы совмещения 3 проецируют"ся на мишень телевизионной передающей камеры 4 и визуализируются на экране видеоконтрольного устройства 5.Строчные и кадровые синхроимпульсы 10;последнего управляют работой блоковНз и 7 выбора точек на телевизионномрастре. С помощью этих блоков выбираемые точки совмещаются с иэображениями нагретых объектов, температуры которых необходимо уравнятьВыходные .сигналы блоков выбора точек на телевизионном растре управляют работойаналоговых ключей блоков 8 и 9 вице"ления и измерения видеосигналов в заданных точках, на вторые входы которых подается видеосигнал с видеоконтрольного устройства. Сигналы с выходов блоков 8 и 9 сравниваются в блоке 10 сравнения яркостных температур, 25выходной сигнал которого с.помощьюнагревателвного устройства 11 регулирует температуру объекта 2. Процессрегулирования происходит до тех пор,пока температуры наблюдаемых объектов З 0в контролируемых точках не уравняются.В примере применения изобретенияв устройстве для дистанционного измерения температуры токоведущих дорожеки резистивных элементов интегральныхсхем в качестве эталонного объекта 2используется тонкопленочный слой такого же материала и нанесенного наподложку таким же технологическим методом, что и исследуемый проводникили резистор в микросхеме 1, температура которого измеряется. Излучениеот этих объектов с помощью системысовмещения 3 изображений попадает намишень инфракрасного видикона передающей телевизионной камеры 4, визуализируется на экране видеоконтрольногоустройства 5 и анализируется в блоке11 автоматического регулирования температуры эталонного объекта, нагревательное устройство которого регулирует температуру эталонного объекта 2.Температура эталонного объекта контролируется пленочной термопарой спомощью измерительного устройства, попоказаниям которого судят об истинной 55температуре исследуемого объекта наблюдения,Изобретение может использоватьсятакже в качестве системы автоматического регулирования температурного 60режима накого-либо технологическогопроцесса, В этом случае эталонный,объект нагревается до необходимой дляданного технологического процессатемпературы и термостатируется, а сигнал обратной связи от системы автома"тического регулирования температурызаводится на нагревательное устройство данного технологического процесса(волочение проволоки, плкщение илипрокатка микролент и т.д.),Таким образом, на основании рассмотренных примеров можно сказать,что предлагаемое устройство позволяетавтоматизировать процесс сравнениятемператур двух объектов. Это, в своюочередь, позволяет автоматизироватьряд технологических процессов, связанных с измерением и регулированиемтемпературы.формула изобретенияУстройство для измерения температуры объекта по телевизионному иэображению, содержащее исследуемый и эталонный объекты наблюдения, иэображения которых поступают на вход оптической системы совмещения двух изображе ний,. выход которой соединен с последовательно соединенными передающей телевизионной камерой, видеоконтрольньм устройством, блоком. выбора точки на телевизионном растре и блоком выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, второй вход которого соединен с вторым выходом видеоконтрольного устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыаения точности измерения путем автоматизации процесса сравнения температур двух объектов, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй блок выбора точки .на телевизионном растре, второй блок выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, блок сравнения яркостных температур и нагревательное устройство, соединенное с эталонным объектом, при этом второй вход блока сравнения яркостных температур соединен с выходом первого блока выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, второй вход второго блока выделения и изме-. рения видеосигнала в заданной точке соединен с вторым входом первого блока выделения и измерения видеосигнала в заданной точке, а вход второго блока выбора точки на телевизионном растре соединен с входом первого бло" ка выбора точки на телевизионном растре.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 376903, кл. Н 04 Н 7/02, 1972. 2. Патент Франции 9 2119944,кл. 6 01 Х 5/00, 1971. 3. Патент Великобритании 9 1357940,кл, 6 1 А, 1974 (прототип) .991182 Составитель В. ЗуевТехред О.Неце Корректор О едактор В. Лаэаренк 5 ака илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИПИ по де 13035, Мос раж 871 сударственноам изобретени а, Ж 35, Рау Подписное комитета СССР открытий ая наб., д. 4