CS225079B1 - Zařízeni pro současnou radiační elektronickou a fotografickou termometrii - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro současnou radiační elektronickou a fotografickou termometrii vysokoteplotních polí v provozních podmínkách.

V řadě průmyslových odvětvích, jako například v hutním průmyslu, chemickém průmyslu, energetice a podobně, jsou zapotřebí přesná provozní měření a záznam teploty vysokoteplotních polí s teplotami nad 500°G. K těmto účelům jsou vyvíjeny nebo též byly vyvinuty propracované elektronické měřící a zobrazovací přístroje teplotních polí. K nejznámějším z nich patří tak zvané termovize.

Nevýhodou těchto zařízení je zatím jejich omezené širší využití t provozních podmínkách z důvodů technických a zvláště ekonomických. V současné době jsou užívány především ve výzkumu a ve vývoji nových technologických celků, dále tam, kde jsou je jich aplikace z technických a ekonomických důvodů opodstatněné, například v oboru nižších teplot.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro současnou radiační elektronickou a fotografickou termometrii podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z tělesa fotografického přístroje spojeného s objektivem, například teleobjektivem Cassegrainova typu, pro přívod tepelného zářivého toku na alespoň jedno fotoelektrické čidlo, jehož, elektrické výstupy jsou vyvedeny z tělesa fotografického přístroje konektorem k vyhodnocovacím elektronickým obvodům. Podle dalšího význaku jsou fotoeleKtrická čidla upravena v rovinách ostrého obrazu. Tím je vedle fotografického záznamu umožněn i vícepásmový fotoelektric ký příjem tepelného zářivého toku s výstupem přes konektor na plášti fotografického přístroje.

-L 22S ·7«

Výhody zařízení pro současnou radiační elektronickou a fotografickou termometrii podle vynálezu spočívají v tom, že zařízení dovoluje současné snímání tepelného zářivého toku fotografie kou cestou a jeho kalibraci v jednom či více vlnových pásmech fotoelektrickým čidlem nebo čidly, jejichž signál se měří a vyhodnocuje znanými elektronickými obvody, což umožňuje přiřadit fotografickému obrazu zářícího předmětu teplotní stupnici v použitých pásmech vlnových délek tepelného zářivého toku pomocí znásých postupů radiační termometrie. Pro orientační měření postačí tedy kalibrace fotografické teplotní stupnice pomocí předkaliorované stupnice fotoelektrického čidla, které pracuje současně ve funkci expozimetru. Přesná měření vyžadují současnou kalibraci fotografického materiálu v oblasti jeho lineárního zčernání i fotoelektrického signálu z čidla, například pomocí záření dutiny černého tělesa známe teploty. Další významnou předností zařízení podle vynálezu je, že lze používat i nezávisle, to je pouze ve funkci elektronického pyrometru, přičemž se fotografické funkce zařízení využije případně k dokumentaci polohy a rozměru zářícího povrchu předmětu, jehož teplota je měřena. Zařízení podle vynálezu mé i metodické přednosti, z nichž nejvýznač.nSjší jsou, 2e umožňuje přesné zaměření zářícího předmětu a zaostiení jeho obrazu, případně i potřebné přiclonění zářivého toku, pou?ije-li se objektivů s vestavěnou clonou. To ma význam například při stanovení korekcí naměřených hodnot teploty v důsledku nejednotkové emisivity zářícího povrchu nebo příspěvku od odražených tepelných zářivých toků z okolí pomocí srovnávacích měření se zářením černého tělesa v provozních podmínkách.

Vynalez je olí.-e objasněn na příkladu provedení pro jednopásaovou i vícepasmovou radiační elektronickou a fotografickou termometrii podle připojeného výkresu. Zařízení sestává z tělesa fotografického přístroje 1, spojeného s objektivem 2 Casse_Orainova typu, Kterým se piivádí tepelný zářivý tok na fotoelektrické čidlo 3, jehož elektrické výstupy jsou vyvedeny z tělesa fotografického přístroje 1 konektorem 6 ke známým vyhodnocovacím obvodům podle typu fotoelektrického čidla. Zařízení je dále opatřeno dalšími fotoelektrickými čidly 4, 5, které jsou upravena v rovinách ostrého obrazu tak, aby dovolila vedle fotografického záznamu i vícepssmový fotoeleutrický příjem

-3 tepelného zářivého toku přes konektor 6/.

US S7S

Se zařízením podle vynálezu v jednopásmovém provedení se pracuje náslelovná. Do tělesa fotografického přístroje 1 se vloží fotografický materiál, dostatečná citlivý ve zvoleném pésmu vlnových délek zářivého toku. Fotoelektrické Čidlo fa například křemíkové fotodioda, upravená v poloze ostrého obrazu, se připojí prostřednictvím konektoru 6 k vnějšímu elektronickému milivoltmetru, načež se ve zvoleném pésmu vlnových délek provede jeho kalibrace spektrofotometricky, nebo například pomocí zářeni dutiny černého tělesa známé teploty. Pro přesná měření se kalibra ce provádí tak, že se objektivem 2 zaostří a případně vycloní zářící otvor dutiny černého tělesa současně na fotografický materiál a fotoelektrické čidlo fa načež se provede odečet velikosti fotoelektrického signálu z milivoltmetru a expozice fotografického materiálu pro několik teplot v lineární oblasti jeho křivdy zčernání. Pro orientační měření se fotografický záznam teplo txiá kalibruje pomocí předkalibrováné teplotní stupnice fotoelektrického čidla fa vyjádřené současně v expozičních číslech obvykle přes 4 řády hodnot energie, případně výkonu zářivého toku «alibrační přiřazení se potom opírá o hodnoty citlivosti fotografického materiálu udávané výrobcem a závisí i na vyvolávacích postupech fotografického materiálu. Zařízeni podle vynálezu ve vícepásmovém provedení se kalibruje podobně známými postupy dvoubarevné či spektrální radiační termometrie a fotografie. Po kalibraci je za: ízení připraveno k měření a snímání, při kterém se postupuje analogicky jako při popsaných kalibracích pro přesná měření. Pro přesná provozní měření je účelné provádět rovněž xali raci zařízení podle vynálezu v provozních podmínkách, to je například pomocí záření dutiny Černého tělesa stejné teploty, jako je teplota měřeného předmětu a ve stejném okolí, což zjednodušuje stanovení hledané nej pravděpodobnější teploty za. naměřených dat.

Pro současnou jednopásmovou radiační a fotografickou termometrii ve viditelné čésti spektra lze použít zařízení podle vynálezu, vzniklé úpravou komerčních fotografických přístrojů tak, že se elektrické vyetapy vnitřního fotoelektrického čidla 2 1θ- v US 871 žícího uvnitř optické cesty, vyvedou prostřednictvím konektoru 6 k vnějším měřícím elektronickým přístrojům. Takto vzniklé zařízerí podle vynálezu je mimořádně vhodnou a ekonomicky dostupnou pedagogickou pomůckou pro praktickou výuku základních fyzikálních principů radiační termometrie, případně pyrometrie. Zákony radiační termometrie jsou platné v celé oblasti spektra tepelného záření a jejich praktická demonstrace termovizními systémy v infračervené oblasti spektra je ekonomicky nedostupná pro většinu středoškolských i vysokoškolských pracovišť.

Claims (2)

1. Zařízení pro současnou radiační elektronickou a fotografickou termonetriif vyznačené tím, že sestává z tělesa fotografického přístroje /1/ spojeného ,s objektivem /2/, například teleobjek tivem Cassegrainova typu, pro přívod tepelného zářivého toku na alespoň jedno fotoelektrické čidlo /5/, jehož elektrické výstupy jsou vyvedeny z télesa fotografického přístroje Λ/ konektorem /6/ k vyhodnocovacím elektroniciqřm obvodům.

2. Zařízení podle bodu 1₍ vyznačené tím, že fotoelektrické čidla /4, 5/ jsou upravena v rovinách ostrého obrazu.