SE455443B

SE455443B - Forfarande for metning av temperaturen och en spektralfaktor for en provkropp och ett forfarande for metning av temperaturen och spektralfaktorn for provkroppar av olika slag

Info

Publication number: SE455443B
Application number: SE8005998A
Authority: SE
Inventors: I Tagami
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Ind
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1988-07-11
Also published as: SE8005998L; GB2062218B; US4411519A; GB2062218A; DE3031959A1

Description

455 445 ei för den i:te kanalen med avseende på den nzte provkroppen kan vara, en1, enz, ..., enM för de M analyserade kanalerna), kan frihetsgraderna för spektralfaktorn approximeras till M-N (N=1 för det fall att det endast finnes en provkropp). Någon approximation ingår emellertid icke vid deduceringen av ekva- tionen, varför noggrannheten vid lösningen av den endimen- sionella ekvationen (t ex det mätta värdet) är god ooh kan analyseras.

De spektralfaktorer, som avses enligt uppfinningen, är icke blott den spektrala emittansen utan även spektral reflek- tans och spektral transmittans, vilka är värden, som represente- rar fysikaliska egenskaper hos provkroppen, andra faktorer, såsom sådana som representerar ytråheten, formen och ytan av provkrop- pen, det inbördes läget mellan provkroppen och mätinstrumentet, ljusets väg mellan provkroppen och mätinstrumentet etc. En samman- satt faktor beträffande kombinationen av emittansen, reflektansen och transmittansen kan även ingå. Det finnes ingen relation mellan emittansen f'och reflektansen , och uppfinningen kan tillämpas även i det fall där å+ få 1.

Närmast skall en jämförelse göras mellan kända system och systemet enligt uppfinningen i förening med ett fall där man mäter temperatur och spektralﬁﬂmor genom spektral analys av strål- ningsflödet från en enda provkropp (N=1) i flera kanaler utan an- vändning av preliminära data beträffande spektralfaktorn. (a) Mätsystem med en kanal: Detta system motsvarar känd temperaturmätning på basis av ljushet. Vid detta system finnes ingen frihetsgrad för mätningen av spektralfaktorn, så att systemet kan tillämpas endast då provkroppen är en svart kropp. Enligt uppfin- ningen utnyttjas icke detta system. (b) Mätsystem med två kanaler: Detta system motsvarar en temperaturmätning genom fördelning. Vid detta system är antalet frihetsgrader för mätning av spektralfaktorn lika med 1, varför graden av gråhet hos provkroppen kan bestämmas. Med andra ord, om man uttrycker spektralfaktorn såsom en funktion av våglängden, er- hålles spektralfaktorn såsom en konstant term i funktionen. Detta system tillämpas icke enligt uppfinningen. (Enligt uppfinningen åstadkommes ett förfarande, vid vilket ett flertal av kombinatio- ner av två kanaler bildas genom lämpligt val av två eller tre el- I 455 443 ler flera spektrala strålningskällor, varigenom temperatur och spektral gråhetsfaktor kan erhållas för var och en av tvåkanals- kombinationerna under användning av ett tvåkanalsmätsystem) base- rat på principerna för en tvåfärgs spektrofotometrisk pyrometer), och gråfaktorn korrigeras till en färginnefattande spektralfaktor, så att en och samma temperatur erhålles för alla tvåkanalskombina- tionerna, men systemet kan icke sägas vara ett konventionellt två- kanalsmätsystem: (c) Mätsystem med tre kanaler: Något sådant system har tidigare icke föreslagits, d v s det användes först enligt uppfin- ningen. I detta system förefinnes två frihetsgrader för mätningen av spektralfaktorn, och graden av gråhet hos provkroppen samt sät- tet att representera färg & ex en siffra anghmnde värdet och nyan- sen) erhålles. Då man exempelvis uttrycker spektralfaktorn såsom ett polynom av högre grad av våglängden, kan den konstanta termen (koefficienten för noll-gradstermen) och koefficienten för första- gradstermen erhållas. = (d) Mätsystem med M kanaler (M¿3);Vid detta system före- finnes M - 1 frihetsgrader för mätningen av spektralfaktorn, och graden av gråhet hos provkroppen, sättet att presentera dess färg och graden av färgintensitet (en siffra angivande värdet, nyansen och färgintensiteten) kan erhållas. Spektralfaktorn kan exempelvis uttryckas såsom ett polynom av (M - 2:a) graden av våglängden.

Såsom nämnts ovan kan förfarandet uppfattas såsom en avancerad teknik byggd på känd teknik, d v s om man uttrycker spektralfaktorn såsom ett polynom av högra grad av våglängden och sätter M=1 i ekvationen av första ordningen, genom vilken man kan erhålla temperaturen för provkroppen, så erhåller man en känd ekvation för temperaturmätning baserad på ljushet, eller om man sätter M=2 i stället för M=1 så erhåller man den kända ekva- tionen för temperaturmätning genom fördelning. Ekvationen enligt uppfinningen är sålunda universell och innefattar tidigare kända ekvationer.

Huvudändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för mätning av temperatur och spektral- faktor hos N olika provkroppar utan de restriktioner, som vid- läder tidigare kända mätsystem, genom bestämning av elektriskt be- stämda värden av spektra för strålningsflödena från de N olika 455 443 ' provkropparna, som mottages såsom ett enda strålningsflöde, varvid de effektiva våglängderna hos dessa spektra omfattar 2 N färger i ett särskilt våglängdsförhållande till varandra, genom att man löser en ekvation N nä! En Unåi: :. 1,, 2, 3, -uuq- (där årlär den typiska spektralfaktorn för N provkropgar be- _ --A' traktade såsom gråa kroppar, Un = exp( C¿)'Yi = š%TEâ_. T är den typiska temperaturen för N provkrgpparna, gi är den spektrala vinsten vid den effektiva våglängden.,~í, C1=3,7ü150x 1O_16w-m2, C2=1,U3879x10'2 metergrader) under användning av ovannämnda speciella våglängdsrelation för erhållande av tem- f! peraturen för varje provkropp och för erhållande av spektral- faktorn från det bestämda temperaturvärdet.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett förfarande för exakt mätning av tem- peraturen och spektralfaktorn för N olika provkroppar utan de restriktioner, som vidlåder tidigare kända mätsystem, genom er- hållande av elektriskt bestämda värden för spektra hos strål- ningsflöden från de N olika provkropparna, vilka mottages såsom ett enda. stråhnngsflöde med avseende på den effektiva våglängden för 2N av M (MÄZN) färger i en speciell våglängdsrelation i för- hållande till varandra genom lösning av ekvationen N 1 - 2: g U 33' = Y. (1 = 1, 2, 3, ..... 2N-1) nt] n n 1 (där ¿§n är den typiska spektralfaktorn för de N provkropparna - -ç ._ .5 betraktade såsom gråa kroppar, U = exp -få, Y. = §å_Öl_ T n 'in 1 gifl ' n är den typiska temperaturen för de N provkropparna, gi är den spektrala vinsten vid den effektiva våglängden _;\i, C1=3,7ü15Ox 1O_16w-m2 och C2=1,ü3879x1O_2m-grader) under användning av ovan- nämnda speciella våglängdsrelation för erhållande av temperaturen och spektralfaktorn för varje provkropp, och genom kontroll huru- vida den teoretiskt analyserade strålningen konvergerar eller ej 455 445 till det bestämda värdet under användning av den erhållna tempe- raturen och spektralfaktorn såsom begynnelsevärden för att däri- genom erhålla exakta mätningar av temperaturen och spektralfaktorn hos provkropparna.

Ett tredje ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett förfarande för mätning av tempera- turen och spektralfaktorn hos en enda provkropp, som har en sådan temperatur att den utsänder synlig strålning, utan an- vändning av någon speciell belysningskälla, för uppskattning av spektralfaktorn via mätning och även utan att ange något villkor, som kan utgöra begränsningar på mätningen med av- seende på provkroppen (såsom en i ett stycke utförd sfär, en plan platta etc) under användning av elektriska mätvärden, som erhålles för m färger och approximativa vården på spektralfunk- tionen för den effektiva våglängden innehållande m-1 obekanta termer, varigenom man erhåller temperaturen, samtidigt som man även löser de obekanta, som ingår i den approximerade formen som beskriver spektralfaktorn med avseende på den effektiva våglängden, så att man därigenom erhåller spektralfaktorn.

Ett fjärde ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett förfarande för mätning av tempera- turen och spektralfaktorn genom bildning av kombinationer av uppgifter i två kanaler, som'på lämpligt sätt valts bland tre eller flera spektrala kanaler, som erhålles genom spektral se- paration av strålningsflödet från en provkropp, så att man er- håller temperaturen och gråfaktorn för varje kombination under användning av principerna för tvåfärgs spektrofotometrisk pyro- metri genom korrektion av gråfaktorn till en färginnefattande spektralfaktor, så att en lika temperatur erhålles för alla kombinationerna, varigenom man erhåller temperaturen och spektral- faktorn för provkroppen, och vilket förfarande sålunda möjliggör noggrann bestämning även i det fall, att temperaturen eller spektralfaktorn för provkroppen momentant varierar, varigenom möjlíggöres mätning genom avkänning eller mätning av rörliga provkroppar i en produktionslinje, där olika produkter transpor- teras längs produktionslinjen, vilket möjliggör mätning av tem- peraturen och färgen hos ett färgat föremål samtidigt utan någon 455 4\43 tidigare kännedom eller några experimentella förberedelser för mätningen, och även möjliggör mätning av temperaturen hos smältor vid kontinuerlig ljusbâgssmältning, liksom även möjliggörande provning av konstruktionen och tillförlitligheten hos det instru- ment som kan undvaras, eftersom instrumentet tillämpar prin- ciperna hos en 1 gen för sig känd tvåfärgs spektrofotometrisk pyrometer.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett förfarande för bestämning av tempera- tur och spektralfaktor, som möjliggör mätning av temperaturen och spektralfaktorn genom eliminering av inverkníngarna av värmestrål- ning från omgivande ämnen eller eventuellt illuminerande ljus, som införes i strålningen från provkroppen, vilken strålning infaller -på instrumentet, varigenom möjliggöres en mätning av temperaturen hos moln i dagsljus, mätning av temperaturen hos material i en ugn för vakuumbehandling, mätning av temperatur och spektrafaktor hos en produkt, som strömmar under belysande ljus längs en produktions- linje för kvalitetskontroll, samt mätning av temperaturen hos yt- terväggen hos en roterande cementugn oberoende av om den är sol- belyst eller icke.

Uppfínningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar en första utförings- 455 443 form av en anordning enligt uppfinningen, fig. 2 visar en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen tillämpad på mätning av temperaturen hos en jetmotor, fig. 5 Nisar en tredje utföringsform av anordningen enligt uppfinningen tillämpad på mätning av temperaturfördelning, fig. U och 5 visar flytschema för den databehandling, som utföres vid den första utföringsfor- men av systemet, fig. 6 är ett diagram som visar spektral emis- sionsförmåga mot effektiv våglängd, vilket diagram användes för illustration av trefärgsspektrofotometri enligt uppfinningen, fig. 7 är ett diagram som visar regioner innehållande mätta vär- den, som kan erhâllas med den trefärgsspektrofotometriska meto- den, fig. 8 är diagram som visar spektral emissionsförmåga hos våglängden i form av segment, vilket diagram användes för illustra- tion av M-färgsspektrofotometriska metoden under användning av tre- färgsspektrofotometri, fig. 9 är ett diagram, som visar skillnaden mellan mätta värden enligt trefärgsspektrofotometri och värdena enligt den exakta trefärgsspektrofotometrin, fig. 10 är ett dia- gram, som visar skillnaderna mellan trefärgs- och fyrfärgsspektro- fotometriska metoderna i förhållande till den tidigare kända två- färgsspektrofotometriska metoden, fig.11 och 12 visar anordningar för spektralfaktormätning enligt en fjärde respektive femte utfö- ringsform av uppfinningen, fig. 13 visar en sjätte utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, som är sammansatt i en färg- televisionsapparat för korrektion av den färgdistortion, som upp- kommer då belysningen för otillräcklig, fig. lä visar en sjunde utföringsform av uppfinningen, med vilken en bild över tempera- turfördelningen, sammansättningen etc hos provkroppen kan visas under användning av en anordning för uppteckning av en bild över spektralstrâlningsflödet, fig. 15 är ett diagram, som visar den relativa spektrala strålningsexciunßen hos en grå kropp, fig. 16 är ett diagram, som visar spektralemissionsförmågan hos en prov- kropp, fig. 17 är ett diagram, som visar approximationen av spektralemissionsförmâgan hos provkroppen till grå emissions- förmåga, fig. 18 är ett flytschema för digital behandling av aritmetiska data, fig. i9 visar ett exempel på aritmetisk be- handling av analoga data, fig. 20 är ett diagram, som visar den relativa spektrala strålningsintensiteten för belysningsljus och 455 443 den relativa spektrala strålningsintensiteten för en svart kropp, fig. 21 är ett diagram, som visar spektralfaktorn, fig. 22 är ett_diagram, som visar M-färgsspektrofotometriska förfarandet under användning av m-färgsspektrofotometri en- ligt uppfinningen, fig. 23 visar en åttonde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, fig. 24 visar en nionde ut- föringsform av anordningen enligt uppfinningen, där man an- vänder ett termoelement för mätning av temperaturen hos en belysningskälla, fig. 25 visar en tionde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen tillämpad på bildmätning ge- nom avkänning med ett strålknippe, fig. 26 är en schematisk' vy av en elfte utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, fig. 27 är en schematisk vy av en tolfte utföringsform av an- ordningen enligt uppfinningen, fig. 28 är en delvis sektione- rad perspektivvy som visar en trettonde utföringsform av an- ordningen enligt uppfinningen, fig. 29 är en delvis sektionerad perspektivvy av en fjortonde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, fig. 30 är en schematisk sektionerad vy av en fem- tonde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, fig. 31 är en schematisk perspektivvy som visar en sextonde utförings- form av anordningen enligt uppfinningen och fig. 32 är en sche- matisk perspektivvy av en sjuttonde utföringsform av anordningen enligt uppfinningen.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj nedan.

Först kommer uppfinningen att beskrivas i samband med dess till- lämpning på det fall, där det finnes två eller flera provkroppar eller strålningskällor (t ex ljuskällor) som mätföremål. Om det förefinnes två eller flera olika provkroppar, så ju större antalet N är desto mindre är antalet K, så att antalet frihetsgrader för uttryckande av spektralfaktorn för varje provkropp blir mindre, och approximationen till spektralfaktorn blir mindre noggrann.

'Enligt uppfinningen approximeras varje provkropp el- ler strålningskälla till en grå kropp, och mätningen sker inom ett våglängdsomrâde inom vilket Wien's ekvation för strålning gäller, och en speciell relation mellan våglängderna för de en- skilda spektralkanalerna fastlägges. De erhållna spektrala strål- ningsflödesintensiteterna användes för att lösa en ekvation, som innehåller temperaturen såsom enda obekant, och den erhållna tem- peraturen och de mätta värdena användes för erhållande av grâhets- 455L443 densiteten beträffande spektralfaktorn.

Det är.vidare önskvärt att man tar provkroppens färg i betraktande utan att åstadkomma något speciellt förnållande mellan de enskilda kanalerna för effektiva våglängder, eller ekvationer beträffande temperaturen innehållande flera obekanta, och spektralfaktorn löses genom numeriska beräkningar under an- vändning av den erhållna temperaturen och gråhetsgraden av spektral- faktorn såsom referensvärden, varigenom man erhåller både tempera- turen och de spektralfaktorer, som anger provkroppens färg.

Innan de tre första utföringsformerna av anordning- en enligt uppfinningen beskrives skall först den mätmetod, som tillämpas vid dessa anordningar, beskrivas för underlättande av förståelsen av anordningarna.

Såsom mätmetod enligt uppfinningen kan man använda antingen en approximativ mätmetod eller en exakt mätmetod.

Vid den approximativa mätmetoden (som nedan beteck- nas N-gråkropps-2N-färgsspektrofotometriska metoden) mätes strål- ningsflöden från N olika strålande provkroppar, t exAN ljuskällor, vid respektive temperaturer T1, T2, ..., TN och med respektive spektralfaktoreI'§1, êë, ..., 5% som infaller såsom ett enda strål- níngsflöde på mätapparaten, och detta enda strålningsflöde upp- delas spektralt med avseende på de effektiva våglängderna i 2N olika färger genom uppställning av en relation beträffande våg- längderna sådan att -3--- --1-Ä = c (konstant) ..........(101) 2.1 2d_+ 1 där i=1, 2, ..., 2N-1, alltid gäller med avseende på konsekutiva effektiva våglängder. Det spektrala strålningsflödet omvandlas tílldetadxuade värden X1, X2, ..., XZN. Om Wien's strålningslag skall användas för beräkning av den spektrala strålningsexitansen för den perfekta svara kroppen, under betecknande av den spektrala vinsten vid varje effektiv våglängdyyi vid spektralanalysen och den elektriska omvandlingen med gl, ga, ..., g2N erhålles det daxm- ggrade värdet Xi såsom X giC1Ai_5Ä%íÉn exp íšëg ... . . . . . .. (102) . - 6 2' ' - - . dar c1=3,7u15ox1o 1 w-m , c2=1,u3879x1o 2 mlgraaer, 1=1,2,5,..., 455 443 ' 10 2N och Tn samü:§n är.respektive temperaturen och den spektrala emissionsförmågan för den typiska ljuskällan.

Substitution med ekvationerna 5 I X'l' Yi =š1-C1_ . . . . . . (los) i 1 i 'Vilken i '- lv 2: 31 '--¶ 2N1 och -c Un = exp :Få .......... (104) 21 1, 2, ..., N, i ekvationen (102) ger II i vilken n 1 N u 23-Envn = Yi . . . . . . . . .. (1o2A) n=I i vilken i 1, 2, 3, ...,2N.

Ekvationen (102A) visar attÉr1och Un är symmetriska med avseende på varandra, d v s att en inbördes omkastning av ord- ningsföljden mellan de N ljuskällorna ger samma matematiska modell.

Sålunda bör motsvarigheten hos de rötter, som erhålles genom lös- ning av ekvationen (102A), d v s värdena på temparatur och spektral emissionsförmåga till ljuskällorna bestämmas på lämpligt sätt.

Genom användning av ekvationen (101) för uppsättningen av de irrationella ekvationer-na med äN-obekanta uttryckt såsom ekva- tion (102A), kan temperaturen och den spektrala emíssionsförmågan erhållas under användning av enkla ekvationer, som skall beskri- vas nedan. I Från ekvationen (101) är delen zn av exponential- funktionen av förhållandet mellan spektrala strålningsflödes- emissionsförmågan hos den n:te ljuskällan, som representerar N ljuskällor, med avseende på närbelägna våglängder lika med -C2C T . . . . . . . . . . 11 Zn ekp Om man betraktar ekvationen (102A) existerar det även följande ekvationer med N-obekanta för angivande av z i ekva- tionen (105) N Ä: Å Y (e: k “k z _1_ . . . . . . . . .. (106) N 7 z- Ak Yn-l+k 77 ll .-I , 455 443 11 i vilken Ak (k - 1, 2, ..., N) är en funktion av z, och n = 1, 2, N ..., .

För N ='1 kan ekvationen (106) skrivas Yi' -- = 2 ..........(106-1) Y2 så att z kan erhållas direkt¿ För N22 erhålles, genom de första N-1 relationerna (n = 1, 2, ...Q N-1) i ekvationen (106) såsom (N-1)-dimensionella simultana ekvationer med_ﬁk_ (k = 2, 3, ..., N) såsom obekanta A1 och substitution av lösningen i den sista relationen av ekva- tionen (106), d v s ekvationen för n = N, samt omordnande av re- sultatet under användning av formler beträffande determinanter, ekvationen (1071 innefattande en determinant av (n+1)-ta graden ZN ZN-1 _ _ _ _ _ __ Z 1 Y] YZ - ' ' _ - _ _ YN \N+1 Y2 Y3 ' ' ' ' ' " YN+l YN+2 - I I 1 = 0 ..... (107) n ' I 1 É . I I I | ' | . l \ l , i | c | YN YN+1" _f"° Yan-1 Yan Elementen i den första raden av ekvationen (107) ger z i ekvationen (105) angiven såsom “C20 _ T ..... .

Z = exp så att endast temperaturen är obekant. Yi som ingår i de enskilda övriga raderna än den första raden i determinanten i vänstra membrum av ekvationen (107) bestämmes om det detdderade värdet Xi angivet ge- nom ekvationen (105) insättes. Genom att sålunda insätta det detek- terade värdet Xi reduceras ekvationen (107) avseende z till en en- dimensionell ekvation av N-te graden, som lätt kan lösas antingen analogt eller digitalt för erhållande av värdet på Z. 455 443 ¿ ' 12 De N rötterna till ekvationen.(107) är za, za, ..., zN uttryckta genom ekvationen (105). För lösning av ekvationen (107) tillämpas algebraisk lösning upp till N=3 och numeriska be- Iäknﬂngu-för Ngü, såsom kommer att omtalas nedan. _ Genom att sålunda substituera roten zn, som erhålles genom lösning av ekvationen (107) i ekvationen där n = 1, 2, ..., N, som erhålles genom transformation av ekva- tionen (105), kan temperaturen Tn för den n-te av de N ljuskällor- na erhållas.

Substitution av Tn erhållen på ovan angivet sätt i ekva- tion (10H) möjliggör att man kan erhålla Un. Substitution av Un i de N ekvationerna, som lämpligen härledes från ekvationen (102A), ger följande uppsättning av N-dimensionella förstagrads simultana ekvationer med fn (n = 1, 2, ..., N) som obekant. i Xi N = _ . . . . . . . . .. los Z fnun vi ( ) där Un betecknar de numeriska värden som erhålles på ovan angivet sätt. _ Ekvationen (108) kan sålunda lösas genom Cramer's metod, och En kan erhållas genom följande ekvation där determinanten DO än exempelvis om man härleder N ekvationer vid valet av ekvationen (108) från ekvationen (102A),en kombina- Üí0ﬂ av (?\1,7\2, .-.,7\N) Och (Y1, Y2, ..., YN) nämligen 455 443 13 ' _1_ f- . 1 . _ 1 _" |Do| ' "lll U2 ------- UNÄI ..... (110) ¿L ¿L 1 UIÄZ U2Ä2 ~-- - - -I- UNÅZ 2 I 0 I ' | I I v I a I JL _L_ 1 1 A i" ul N ua N -- -_ -_ -UN N och determinanten Dn är resultatet av substítutionen av Y1, Y2, ..., YN i den n-te kolumnen i determinanten Do, nämligen e- ll ¿L 1 nn) = Ulxl UZÄ1 "'- Y1 ~'f-'UN*1 ... (111) ;L la 1 A A ___ _____ X' U1 2 U2 2 Y2 UN 2 z a 5 1 l I ' | . . I j I I ' j å i 1 '1 N A ï' u . H-- .-.-_ 1 u2 N YN UN N Nedan kommer nu beskrivas det fall att man mäter tem- peraturen och den spektrala emissionsförmâgan genom spektralt upp- delade strålningsflöden från tre gråkroppsljuskällor i sex färger med ett spektrofotometriskt system inställt för uppfyllande av be- tingelserna i ekvation (101).

Från de elektriskt detekterade värdena X1 för varje spektralt strålningsflöde, den effektiva våglängden]\i, den 1, erhålles Yi (i = 1, 2, ..., 6) för varje effektiv våglängd under användning av ekvationen (103). Även i detta fall gäller ekvationen (101) eftersom spektrala vinsten gi och C 455 443 14 det spektrofotometriska systemet är inställt.för att uppfylla betingelserna för ekvationen (101), och ksö insättes i ekva- tionen (107). Utveckling av vänstra membrum av ekvationen (107) ger Pz3+Qz2+Rz+S=O . ............(112) i vilken koefficienterna för varje term är 2 _ 2 p = v4(v3Y5 - V4 ) + Y5(v3v4 - vzvs) + Y6(Y2Y4 Y3 ) ____ (113, Q = -v (Y Y - Y 2) - Y (Y Y - Y Y ) - Y (Y Y _ Y 2) ... (114) 1 4 6 5 2 4 s 5 6 3 3 s 4 2 . _ 2 R = v4(y2v4 _. va ) + Yswzva - vlv4, + Yöhflvß Ya ) (115) 2 2 och 5 = -vl(Y3v5 - Y4 ) - Y2(Y3v4 - YZYS) - Y3(Y¿Y4 - Y3 ) ... (116) Ekvationen (112) är en tredjegradsekvation¿ så att tre rötter kan erhållas därifrån genom användning av Cardano's formel eller andra formler. Av dessa rötter och ekvationen (105A) kan de mätta temperaturvärdena erhållas. _ Från den mätta temperaturen kan Ui (i = 1, 2, ..., 6) erhållas under användning av ekvationen (10H), och de mätta värdena på spektrala emissionsförmågan kan erhållas under användning av ekvationen (109).

Ehuru det i ovanstående beskrivning antages, att ek- vationen (106) för utveckling av ekvationen (107) gäller, skall det faktum att ekvationen (106) verkligen gäller även visas.

Från ekvation (102A) kan man erhålla en ekvation glulki + ggu i vilken i = 1, 2, ..., 6.

Genom att man sätter rötternafl, 152 och fö, som er- hålles genom lösning av de tredimensionella, förstagrads simultana lösningarna representerande relationerna av ekvationen (117) för i = 1, 2 och 3, lika och rötterna_å¿, få och ÖB, som erhålles ge- nom lösning av de tredimensionella, förstagradssimultana ekvatio- nernaë som representerar relationerna för ekvation (117) för i = 2, 3 och Ä, t ex om man sätter rötternavfi lika; erhåller man ek- 455 443 15 vationen 3; _ Y2 - Y3(z2 + 23) + Y4z2z3 I.. (]18_f ) zl Y1 - Y2(z2 + 23) + Y3z2z3 1 På samma sätt genom att man sätter roten El bland rötterna fi, 32 och (S3, som erhålles genom lösning av relatio- nerna för ekvationen (117) för i ='2, 3, och H såsom tredimen- síonella,förstagrads simultana ekvationer för EH, 62 och roten ël bland rötterna 51, S2 ochfš, som erhålles genom lösning av relationerna för ekvationen (117) för i = 3, 14 och 5 som tre- dimensionella, förstagrads simultanaekvationer föräl, 52 och 53, erhåller man en ekvation 'Y ' y4(za * za) * Ys”2z3 JL _ 3 ....... 119- \ 21 Y2 _ Y3(zz * za) * Y4Z2z3 ( El På samma sätt genom att sätta roten fl bland rötterna 51, 52 001153, som erhålles genom lösning av relationen för ekva- tionen (117) för i = 3, U och 5, lika med rotenfi bland rötterna 31, 62 och 53 som erhålles genom lösning av relationerna för ekva- tionen (117) för i = ll, 5 och 6 som tredimensionella, förstagrads simultana ekvationer för 51, 52 ochåš, erhåller man en ekvation ¿L Y4 _ Y5(z2|+ za) + YGZZZ3 .... (120-E 1 zl Y5 - Y4(z2 + za) + Y5.2z3 L Såsom framgår av ekvationerna (118-51), (119-51) och (MO-El) kan 22 och z), uttryckas såsom funktioner av zl. Beteck- nar man funktionerna av zl med Az/Al och .AB/Al kan de uttryckas såsom _(, 1 Z ) .å . . . . . .. (121) _ 3 Al A 3 och 22,3 1 A_ ..... .. (122) 455 443 16 Genom substitution av ekvationerna (121) och (122) i ekvationer- na (118-ël) och (119-ëä) och (120-ëä) ocnoomflyctning erhålles Y2^1“Y ^2*Y4^s Ya^1*Y4^a*Ys^a _ Y4^1*Ys^2*Y6^3 L Ja .(123) Y1^1*Y2^2*Ya^3 _ Y2^1*Y3^2*Y4^a Ya^1"Y4^2*Y5^3 - Zl Eftersom ekvationen (117) är en symmetrisk ekvation, kan samma former av ekvationer som ekvationen (123) även erhållas för 22 och 23. Med andra ord, rötter som representerar samma värde kan erhållas genom lösning av endera av z1, zz och 25. Ekvationen (123) representerar det fall, då k och n i ekvationen (106) är 1, 2 och 3.

Såsom har beskrivits i förening med förfarandet för härledande av ekvation-erna (HS-ål), (119-EÉ) och (120-51), kan 51, 52 och êš beräknas genom endera av de tre kombinationerna för n = 1, 2, ..., 6.

Ehuru i ovannämnda fall ekvationen (112) för erhållande av z, har utvecklats under antagande att ekvationen (107) gäller, är det möjligt att erhålla z utan antagande att ekvationen (107) ' gäller.

Genom att man sätter rotenW-Cg bland rötterna 6:1, ÉZ och 63, som erhålles genom lösning av relationerna i ekvationen (117) för i = 1, 2 och 3 såsom tredimensionella förstagrads.simultanekva- tioner för fi, 52 och å , lika med roten 52 bland rötterna Fyfz och f , som erhålles genom' lösning av relationerna i ekvationen (117) för i = 2, 3 och ll såsom tredimensionella förstagrads simull tana ekvationer för fi, 52 och F? erhålles 1 YZ - Y3(z3 + 2.1) + Y4z3z1 I ç-f- . _ . . g ¿2 \l Ygfza + 1.1) + Y3z3¿l Genom att man sätter roten fz bland rötterna 51, 5:2 och 63, som erhålles genom lösning av relationerna i ekvationen (117) för i = 3, ll och 5 såsom tredimensionella förstagrads simul- tana ekvationer för fi, ?2 och 5:3, lika med rotenå-'2 bland rötterna 51,52 ochíj, som erhålles genom lösning av relationerna i ekvatio- 455 443 17 nen (117) för i =3,N och 5 såsom tredimensionella förstagrads simultana ekvationer. för fi, 52 och 5-3, erhålles Y4 - Y5(z3 + zl) + Y6z3zl 2 Y3 - Y4(z3 + zl) + Yszszl ...1__ z Genom kombination av ekvationerna (12ü-E2) och (125-¿2) för eliminering av z2 och omflyttning av termer erhålles 2 A123 + Azz + A = 0 ...........(126) 3 3 där koefficienterna i varje term är 2 2 A1 “ (Y4Ys ' Yaysnl * (Yaya " V4 ”i “' (Yaya, ' Yays) (lr) A - (-Y 2+Y Y )z 2+(zY Y -Y Y -Y Y )z +(Y Y -Y “(126) 2'42a1 3425161153 2 2 . . och A3 . (Y3Y4-Y2Y5u1 +(-Y3 +Y1Y5)+(Y2Y3-Yl\4) . . . . . . . . .. (129) På samma sätt som vid utvecklandet av ekvationen (126) genom att sätta ekvationerna (124- 52) och (125- Få) lika, vilka ekvationer erhålles genom elimínering avtfz, erhålles motsvarande ekvationer (12U- 53) och (125- 53) (icke visade) genom eliminering av 23 och omflyttning av termer. På detta sätt erhålles relationer beträffande zl och z2. Denna ekvation är vad som kan erhållas ge- nom substitution av z2 mot z3 i ekvation (126). Detta är den natur- liga konsekvensen av det faktum, att ekvationen (117) är en sym- och U . Sålunda är de rötter 2 3 till ekvationen (126), som löses för zš, z 2 och zš. metrisk ekvation med avseende på U Vidare är A1, A2 och A5, som gives av respektive ekva- tioner (127), (128) och (129), funktioner av zl, under det att re- lationerna för rötterna och koefficienterna i ekvationen (126) stipulerar att A1, A2 och A3 sammanfaller respektive med A1, A2 och A3 i ekvationerna (121) och (122). Sålunda kan zl, z 2 och z erhål- las utan att man tillgriper ekvationen (107). 3 455 443 18 Ehuru beskrivningen hittills har befattat sig med en metod för mätning av temperaturen och den spektrala emis- sionsförmågan genom antagande av att provkropparna eller strål- ningskällorna är gråa kroppar (N-grâkropps-2N-färgspektrofoto- metri), kommer nu en exakt mätmetod baserad på flerfärgsanalys, vid vilken de mätta värdena, som erhålles genom ovannämnda metod, användes såsom approximativa värden (eller begynnelsevärden), med vilka man skall utföra den exakta mätningen; att beskrivas.

Vid den exakta mätmetoden som baserar sig på mul- tifärgspektralanalys, separeras strålningsflöden från N olika 'strålningskällor, vilka mottagas såsom ett enda strålningsflö- de, spektralt med avseende på effektiva våglängder för M (MÅZN) olika färger. Av dessa effektiva våglängder, göres kanalerna för dessa 2N färger under antagandet att samma effektiva våglängds- förhållande gäller såsom vid N-gråkropps-2N-färgspektrofotometri, d v s betingelserna i ekvationen (101).

Temperaturen och den spektrala emissionsförmågan hos den n-te av N olika provkroppar eller strålníngskällor (exempel- vis ljuskällor) betecknas Tn respektive«?n, och man antager att ¿fn kan uttryckas såsom ett polynom av Kn-te graden av våglängden ?_- nämligen Kn ik n šo ^nx< . . . . . . . . .. (130) E i vilken n = 1, 2, ..., N, Ank är en okänd faktor oberoende av 7\ och den effektiva våglängden2_är en variabel och kan antaga vär- denaﬂl, A2, HUÄM.

Det spektrofotometriska systemet konstrueras så, att antalet M av kanaler är N M.. Z K +2N . . . . . . . . ..(1s1) n=l n Varje spektralt strålningsflöde omvandlas till mot- svarande elektriskt detadærade värden Xj (j = 1, 2, ..., M). 455 443 ; 19 Från de detekterade värdena Xj(j = 1, 2, .. ., M) som er- hålles för respektive effektiva våglängder för 2N färger, med räk- ning från mindre indextal i (i =1, 2, ..., N) motsvarande kortare våglängder; erhålles temperaturvärdena T1, T2, ..., TN och spekt- ralemittansvärdena fi, Ez, ...,IEN för de N ljuskällorna (prov- kropparna) genom användning av ovannämnda N-gràkropps-2N-färg- spektrofotometri, och dessa värden användes respektive såsom approximativa värden tl, t2, ..., tN för temperaturerna T1, T2, e.., TN och approximativa värden alo, ago, ..., aNO för okända koefficienter A10, A20, ..., ANO för termer av O-te graden för våglängderna 2_, motsvarande spektralemissionsförmâgevärdena Ei, 22, ..., SN.

De approximativa värdena ali, a12, ..., aNK för de återstående M-2N okände koeffieienterne Ali, A12, ....,NANK bland Ank stitution av ovannämnda värden ti, t2, ..., tn för Tn och Ano iíïn i följande ekvation under användnng av i spektralemissionsförmâgan erhålles genom sub- N och alo, azo, ..., aNo det elektriska värdet Xj 7 = g C L -5 šà E J J 1 J n=l n 2 1 (där gj är den spektrala vinsten vid den effektiva våglängden 7\j, j = 1, 2, ..., M, och C1 óch C2 är samma som i ekvationen (102)) för j = 2N + 1 till j = M, och lösning av följande (M-2N)-dimen- sionella förstagradssimultana ekvationer, innefattande M-2N okända koefficienter såsom okända ank (k ) 1) N X. gm: Afsï (a g 1 J J l J n=l “O + I<=J anká ) c (133) där j = 2N + 1; 2N + 2; ..., M. 455 44s¿ d! ao På detta sätt erhålles begynnelsevärdena (d v s de epproximativa värdena)tn och ank för de okända Tn (n = 1, 2, ..., N) och de okända koefficíenterna Ank.(n = 1, 2, ..., N, k = 0, 1, 2, ..., KN) beträffande 5I1í.ekvatíonen (132) för itera- tiva konvergensberäkningar med de detekterade värdena Xj och de teoretiska värdena x..

Vid de iterativa konvergensberäkningarna löses en ekvation 5 KN (X. - x.)l. N __,J____J__J_ _ :_ (EnJ At" + Fnak Aank) (134) gjcl n=1 k=Û (där j = 1, 2, ..., M) med inkrementet¿3tn och ¿Äank såsom obe-' kanta för erhållande av nya approxímativa mätta värden, d v s approxímativa mätta värden ti, tz, ..., tn för temperaturen och approximatíva mätta värden alo, ago, ..., aN0, all, a21, ..., aNK .

I ekvationen (lšü) är xj given såsom N N KN *_ . kfs 1 - Z . . . . . .. las) xJ gJCl J nä] ( CZ k=o ankÄJ ) ( exp Å t - 1 j n (där j = 1, 2, ..., M), Enj är given såsom C C2 exp i - KN Ä' “ Z a fr' . . . . . .. (136) “J- '* 2 G2 2 nk t (exp - l) k=O " ¿.t J n (där j = 1, 2, ..., M, n = 1, 2, ..., N) och Fnjk är given såsom =_-l-- . (137) (där: ='1, 2, M, n = 1,2; .._.§ N; k = 1; 2, 455 443 21 Ekvationen.(13H), som representerar en uppsättning av M-dimensionella, förstagrads Sümütana ekvationer, användes för beräkningar med de teoretiska värden x. och differential- faktorer av Xj för varje obekant (ank, tn) tills nya värden xj konvergerar mot de detekterade värdena XJ. och inkrementen A tn och A»ank, som erhålles genom lösning av denna ekvation, an- vändes för beräkning av de reviderade värdena under använd- ning av följande ekvationer tn = tn + Åtn . . . . . . . . . "(138) ank = ank + ﬁsank ...........(139) I ekvationerna (138) och (139) är tn och ank i de högra membra värden före utförande av beräkningar med ekvatio- nerna (138) och (139), och tn och ank i de vänstra membra är värden erhållna såsom resultat av beräkningen. Om därför de teoretiska värdena xj som erhålles genom substitution av tn och ank till vänster i ekvationen (155) konvergerar till för- utbestämda värden med avseende på X., användes tn och ank på den vänstra sidan av ekvationen (138) och (139) såsom mätta värden Tn och Ank i fån. Det mätta värdet ifn kan erhållas från dessa Ank.

Om ovannämnda teoretiska värden xj icke konvergerar mot de förutbestämda värdena med avseende på X., substitueras tn och ank på vänstra sidan av ekvationerna (138) och (139) i ekva- tionen (13U) för erhållande av nya inkrementd\tn ochdßank, och nya approximativa värden erhållas under användning av ekvationer- na (138) och (139). Detta upprepas till konvergens erhålles. På detta sätt medger exakt mätning baserad på flerfärgsspektrofoto- metri exakt mätning av temperaturen och den spektrala emitterings- förmågan för provkroppen, även om provkropparna är färgade krop- par.

Om de effektiva våglängderna för filtren står i rela- tion till ekvationen (101), gäller Wien's strålningslag för app- roximering, och är provkroppen en gråkropp, gäller ekvationen (102A), och ekvationen (107) ger N exakta rötter. Genom variation av vär- det av z i ekvationen (107) uppträder maxima och minima mellan närbelägna rötter; såsom värden till vänster i ekvationen (107), -och värdena på'z vid dessa maxima och minima kommer knappast att påverkas av ovannämnda approximation eller hårdvarafel i de effek- tiva våglängderna för filtren. Det är sålunda möjligt att använda 455 443 22 det värde på g, som ger maxima eller minima för värdet till vänster i ekvationen (107) såsom det approximativa värdet vid den exakta mätmetoden.

Genom ovannämnda mätmetod kan mätning av tempe- ratur och spektralemitteringsförmåga för ett flertal provkrop- par genomföras genom mottagande av strålningsflödena från prov- kropparna såsom ett enda strålningsflöde utan något anordnande av fysikaliska distinktioner bland detta flertal av provkroppar.

Det är sålunda möjligt att undvika begränsningar, som vidlåder tidigare kända mätsystem, vid mätning av temperaturen och så vidare hos ett flertal provkroppar, som befinner sig vid strål- ningstemperatur, t ex begränsningar genom filteranordningar i förhållande till den brännarflamma, som uppträder i en ugn för bestämning av flamman, liksom även begränsningar i installa- tionen av ett mätsystem vid ett ställe, som är fritt från in- flytande av strålningsflöde från en förbränningskammare för mätning av temperaturen vid den främre kanten av ett turbinblad. i första steget till en jetmotor. Genom val av effektiva våg- längder för de analyserade kanalerna under ovannämnda beting- elser erfordras även mindre beräkningskapacitet. Under det att mätning av föremål, som rör sig med hög hastighet, och bilder, i vilka det är nödvändigt att behandla ett stort antal upptäck- ta värden, har krävt databehandling med hög hastighet, möjlig- gör den approximativa mätmetoden att man kan förvänta sig av- sevärd precision, så att dess tillämpning på mätning av krop- par som rör sig med hög hastighet eller liknande ger en pre- cision, som är mycket användbar inom precisionsgränserna.

Ingen speciell betingelse ges den spektrala emis- sionsförmågan. Med andra ord, även om provkroppen vars spektra- la emissionsförmåga förändras momentant, exempelvis en stålmassa i ett valsverk för varmvalsning av band, kan kontinuerlig tempe- raturmätning genomföras.

Mätmetoden enligt uppfinningen är en passiv metod, så att det är möjligt att erhålla temperaturmätningar på en ro- tor, en icke destruktiv mätning etc.

Mätmetoden enligt uppfinningen kan vidare tillämpas på analys av sammansättningen av provkroppen genom att man kor- relerar den spektrala emissionsförmågan, som erhålles genom mät- metoden enligt uppfinningen, med kända data. 455 443 23 I Det faktum_att ovannämnda mätmetod även kan användas för mätning av spektral reflektans och transmittans skall nu diskuteras. ' Antag en situation, där strålníngsflödet från en provkropp, exempelvis en ljuskälla; med en spektral emissions- förmågaßL; fortplantas genom ett medinm med en spektral trans- míttans fL och reflekteras av en provkropp med en spektral re- flektans§(inklusive geometriska effekter) samt bestämmas genom ett mätsystem.

Antag vidare att Planck's strålningslag användes för beräkning av den spektrala strålningsflödesdivergensen för en svartkropp, så är det detekterade värdet X 5 (140) x = gpfLeLclí exp >¶ OI* »am I w där T är temperaturen för ljuskällan, 7\ är den effektiva vågläng- den för filtret i mätsystemet och g är den spektrala vinsten. Här skall rg = 9fLEL l ....... (141) kallas den ekvivalenta reflektansen. Genom användning av detta rE kan ekvationen (IUO) skrivas såsom ....... (14OA) n i ekvationen (1üOA) och jämförelse av den så erhållna ekvationen med ekvationen (132) Genom substitutíonen g= g-, ?\= 7\j och T = T visar det sig att ekvationen (1ü0A) representerar en relation av samma slag som den som erhålles genom substitution av Erlför den n-te ljuskällan i ekvationen (132) i rE. Sålunda kan den spektrala reflektansen mätas genom användning av ovannämnda mätmetod. 455 443 é 2H Då den spektrala transmittansen.f (inklusive in- verkan av geometrisk form) användes i stället för den spektrala reflektansen f(inklusive verkningar av geometrisk form) för prov- kroppen vid mätningen av den spektrala reflektansen, förutsatt att de andra parametrarna är desamma som i fallet för mätning av den spektrala reflektansen; blir det mätta värdet X för den trans- mitterade strålningen -5 1 x = gffLELclx_ --?::-- ....... (142) expfr--l Här skall fE = f fLEL . . . . ... (143) kallas den ekvivalenta transmittansen. Genom användning av detta fE kan ekvationen (1U2) skrivas såsom 5 l r-í ......- 2 Exp ä? - 'l X = sfscli' (142A) En jämförelse mellan ekvationerna (1U2A) och (132) visar att ekvationen (1U2A) representerar en relation av samma slag som den som erhålles genom substitutíon av éšn för den n-te ljuskällan uttryckt genom ekvationen (132) i fE. Sålunda kan den spektrala transmittansen mätas genom användning av ovannämnda mätmetod.

Närmast skall nu utföringsformer för mätanordningen för tillämpning av ovannämnda metod beskrivas.

Mätanordningen för genomförande av ovan beskrivna mät- metod kommer nu att beskrivas.

Fig. 1 visar en första utföringsform av mätsystemet enligt uppfinningen. Mätsystemet 1 innefattar ett spektrofoto- metriskt system 3, som mottar strålningsflöden från N olika prov- kroppar 2 under värmestrålning (endast en första ljuskälla 2 be- 1 stående av en perfekt svartkropp Zla och en film 21b, en andra . 455 443 25 22, bestående av en perfekt svartkropp 22a och en film 22b och en n-te ljuskälla än bestående av en perfekt svartkropp Zna och 2nb visas i fig. 1,(d v s den tredje till och med den n-1:a ljus- källan har uteslutíts), varvid strälningsflödena mottas såsom ett enda eller ett sammansatt strâlningsflöde. Mätanordningen inne- fattar vidare en monokromator 3 med avseende på förutbestämda effektiva våglängder, en omvandlingsanordning H för omvandling av utsignalen från monokromatorn 3, som representerar strålninge- flödets spektrum, till motsvarande elektriska värden, och en da- tor 5, som innefattar ett minne för lagring av effektiva våg- längder, spektrala vinster vid de effektiva våglängderna och konstanterna C1=3,7U150x10-16 w-m2 och C2=1,43879x10-2 m-grader, samt en dator för beräkning av temperaturen och spektralfaktorn eller enbart temperaturen, såsom omtalats tidigare i samband med mätmetoden.

Monokromatorn 3 innefattar en omkopplare Sc. Då man önskar erhålla exakta eller approximativa mätvärden för tempe- raturen och spektralfaktorn för de N stràlningskällorna 2, såsom de ovannämnda ljuskällorna 21, 22, ..., 2N, manövreras omkoppla- ren 30 successivt för omkoppling via trånga bandpassfilter 3a.

I fallet 2N färger sättes exempelvis de effektiva våglängderna för filtren (vid vilken teoretiskt transmitterad'energi är ekvi- valent med den totala energin i våglängdsbandet) tillïïg-- Ã_1 (i = 1, 2, ..., 2N-1), och då man önskar erhålla exakt 1 l+1 mätning av temperaturen och spektralfaktorn för de N strålnings- =c källorna 2 manövreras den successivt för omkoppling av M (Mš2N) olika, trånga bandpassfilter med respektive effektiva våglängder 1 1 . ni - Äi+1 effektiva våglängderna för 2N bland inställda för att uppfylla = c med avseende på de de M olika färgerna, lik- som vid erhållande av de approximativa mätvärdena.

Omvandlíngsanordningen Ä innefattar exempelvis en fotoelektrisk omvandlare ha för omvandling av det spektrala strål- ningsflödet till analoga elektriska signaler och en analog-digital- omvandlare (nedan kallad A/D-omvandlare) för omvandling av de ana- loga värdena till digitala värden (detekterade värden).

Då man önskar erhålla mätning av approximativa värden på temperaturen och spektralfaktorn för N olika provkroppar, såsom ovannämnda ljuskällor 21, 22, ..., 2N, är datorn 5 konstruerad för erhållande av temperaturen och spektralfaktorn för de N provkrop- las 443 26 parna från en formel N .1_ X su^i=v. (ioaA) n: (där Tn och En betecknar temperaturen och spektralfaktorn för den n-te provkroppen bland N värmestrålarš vilka betraktas såsom Xiai 5101 gråkroppar, Un = exp i , Yi = ) genom användning T n av detekterade värden som utläses från minnet. Likaledes då man önskar erhålla exakta mätningar av temperaturen och spektralfak- torn för N provkroppar 2,innefattar datorn ytterligare en anord- ning för upprepad korrektion av de värden, som representerar tem- peraturen och spektralfaktorn för de N värmestrålarna, genom an- vändning av de värden, som erhålles på ovanstående sätt såsom begynnelsevärden och genom kontroll huruvida de teoretiska vär- dena konvergerar eller icke mot dessa elektriskt detadærade\ärda¶ tills skillnaden mellan de teoretiska värdet och det elektriska digitala värdet konvergerar mot ett förutbestämt värde.

Verkningssättet hos mätsystemet 1 i ovannämnda utfö- ringsform enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas under an- vändning av flytschemana för databehandling i fig. H och 5. Vid databehandlingen i fig. H och 5 användes ekvationen (107) såsom ett konkret fall för erhållande av mätta värden.

För att återgå till fig. 4 uppdelas det strålnings- flöde 85, som kommer från N olika ljuskällorna (t ex strålnings- källor) 2 spektralt vid monokromatorn 3 med avseende på effektiva våglängder Ä 1, Å2, ..., J\M 30 för M olika färger. Spektra 30 omvandlas genom en omvandlingsenordning H till motsvarande elekt- riska digitala värden(detekterade värden) X1, X2, ..., XM (beteck- nat med siffran H5).

Dessa Öetekteraåë värden X1, X2, ..., XM H5 lagras i ett 1, Y2, ..., Y2N 55 i ett beräk- ningssteg 5H i datorn 5 genom användning av de d@tektePade'Whﬁena X1,, X2, ..., XZN us oçn cl, gi och )\i_53 (1 = 1, 2, ..., 2N> utlästa från minnet 52, i vilket Cl, C2, gl och i (dessa värden minne 51. Under tiden erhålles-Y fastställes vid tiden för framställningen) lagras. 455 443 27 Dessa värden Yi 55 (i = 1, 2, ~.¿, 2N) införes som element i ekvationen (107) (i steget 56).

Därpå löses den endimensionella ekvationen (107) av N-te graden för erhållande av N olika värden på z 58 (i steget 57).

I steget 60 erhålles sedan temperaturvärdena T1, T2, ..., TN (antytt vid 61) genom substitution av värdena på z 58 och C2,;\1 och n,2 59 utläses från minnet 52 i ekvationen (105A).

Dessa värden på temperaturen uttagas eller lagras i ett minne 62 såsom mätta värden på temperaturen hos de N ljuskällorna 2.

I steget 6U erhålles värdena U1, U2, ..., UN 65 genom substitution av de mätta temperaturvärdena T1, T2,..., TN 61 och 02 63 utläses från minnet 52 i ekvationen (10ü).

Därpå erhålles Ui'j(:"' från dessa värden på Ui 65 (i = 1, 2, ..., N) och 7\i 66 (i_= 1, 2, ..., N), och därpå löses de N-dimensionella förstagrads simultana ekvationerna (102A) ge- nom ekvationen (109) under användning av dessa värden på U_ :jg- för erhållande av värdena på den spektrala emissionsförmågan (fl, CÉQ, ...,2fN 68. Dessa värden uttagas eller lagras i ett minne 69 såsom den spektrala emissionsförmågan för respektive N olika ljus- källor 2.

Den hittills beskrivna databehandlingen enligt flyt- schemat i fig. H för bestämning av temperatur och'spektral emis- sionsförmåga hos de N olika strâlningskällorna grundar sig på ovannämnda N-gråkropps-2N-färgspektrofotometrí. För erhållande av en exakt bestämning av temperaturen och den spektrala emis- sionsförmågan för strålningskällorna är det nödvändigt att ge- nomföra upprepade beräkningar med de mätta värdena som erhålles på ovannämnda sätt såsom begynnelsevärden, vilket kommer att be- skrivas nedan.

I ett första steg 70 i flytschemat i fig. 5 användes de detekterade värdena 51, mätta värdena på temperaturen T1, T2, ..., TN och de mätta värdena på den spektrala emissionsförmågan ål, 52, ..., EN såsom visas i fig. ll såsom detekterade värden Xj (j = 1, 2, ..., W), approximativa värden på temperaturen ti, ta, ..., tN och approximativa värden på spektralfaktorn alo, a20, ..., aN0. 455 443 28 I ett steg 73 löses ekvationen.(133), som om- nämnts tidigare i samband med förfarandet för mätning som beskrives ovan, under användning av de approximativa mätta värdena ti, tz, ¿.., tN och alo; ago, ..., aN0 samt detek- terade värden X., värden på de effektiva våglängdernauï j och den spektrala vinsten gj (j = 2N+1, 2N+2, ..., N) och konstan- terna C1 och G2 72 utläsas från minnet 71, i vilket värdena på gj j (j ='1, 2, ..., M) och konstanterna Cl och C2 är lagra- de, varigenom man erhåller andra begynnelsevärden all, azl, ..., aNK 74.

N Dessa begynnelsevärden tl, t2, ..., tN och alo, azo, ..., aN0, all, a21, ..., aNK samt data i minnet, t ex_g¿ och gj (j = 1, 2, ..., m) sant cl olån 02 75 och xJ. användes för att lösa ekvationen (134), som omnämnts i samband med ovannämnda mätmetod, d v s M-dimensionella, förstagrads simultana ekva- tioner för erhållande av inkrement ¿>t1,¿St2, ..., ¿stN och-Ä alo, Åkazo, ..., ÅÄaN0,f=a11,=ﬁa21, ...,¿3aNK 77.

I ett steg 78 användes dessaNinkrement för att kor- rigera värdena tl, tg, ..., tN, alo, a20,, ..., aN0 och all, a21, ..., aNK under användning av ekvationerna (138) och (139) för er- hållandeNav nya approximationer ti, tg, ..., tN, alo, a2O, ..., aN0 och all, a21, ..., aNKN 79.

I ett steg 80 användes dessa nya approximativa värden 79 och data från ett minne' 71, d v t)\_, BJ. (j = 1, 2, ..., M), Cloch C2 75 för att beräkna ekvationen (135), som omnämnts i sam- band med ovannämnda mätmetod, för härledning av teoretiska värden xj (j = 1, 2, ..., M) för spektra, baserat på en matematisk modell.

Därpå kontrolleras i ett steg 81 huruvida det teore- tiska värdet xj konvergerar mot det detekterade värdet Xj 51.

Om beslutet i steget 81 är "nej", d v s om någon kon- vergens icke erhålles återgår förfarandet till steget 76 för upp- repande av beräkningarna;är beslutet i steg 81 "ja", d v s om konvergens erhålles, bríngas de approximativa värdena tn och ank vid denna tidpunkt att bli respektive mätta värden på temperatu- ren Tn och Ank beträffande den spektrala emissionsförmâgan i ste- get 82. 455 443 29 " De mätta värdena Tn uttas direkt såsom exakt mätta värden på temperaturen.(antytt vid 83), under det att de värden som erhålles genom substitution av Ank i ekvationen (1§0) ut- tagas såsom de exakt mätta värdena på den spektrala emissions- förmågan 8N.

Ovannämnda mätanordning kan sålunda effektivt ut- nyttja ovannämnda mätmetod. Den kan även användas för mätning av den spektrala reflektansen och den spektrala transmittansen.

Fig. 2 visar en andra utföríngsform av mätanord- ningen enligt uppfinningen tillämpad på det fall, då strålnings- källan är en rotor och det förefinnes två ljuskällor. Närmare bestämt är detta en anordning för mätning av temperaturen hos ett turbinblad i det första steget i en jetmotor.

Det strålningsflöde som mottages av en monokromator 23 i denna mätanordning 21 innefattar ett strâlningsflöde 21a från förbränningsgas 22 med högt tryck och ett strâlningsflöde från det första stegets turbinblad 22B. I fig. 2 betecknar H0 ett munstycke, H1 är en rotor, Ä? är en del av framkanten på första stegets turbinblad 22B, H3 är baksidan därav och HH är dess mittdel.

Monokromatorn 23 innefattar en kondensor 23a för sammanbrytning av strålningsflödet från förbränningsgasen 22 med högt tryck och första stegets turbinblad 22B, samt en ka- bel av optiska fibrer 23b för ledning av det genom kondensorn 23a koncentrerade strålningsflödet via fyra optiska vägsträckor och ett optiskt filter 23c för spektral separation av varje ljus från respektive optisk vägsträcka i kabeln 23b av optiska fib- rer. Varje effektiv våglängd för filtret 23c fastställes för tillfredsställande av ekvationen (101). Önskar man erhålla exakt mätta värden på temperaturen, kan liksom vid utföringsformen en- ligt fíg. 1 ett erforderligt antal spektralfilter anordnas för- utom ovannämnda fyra filter. I detta fall kan exakta mätningar erhållas under användning av de detekterade värdena från alla filterna med de mätta värdena från de förstnämnda fyra filtrer- na använda såsom approximativa värden.

En omvandlingsanordning U för omvandling av spektra från monokromatorn 23 till motsvarande elektriska värden inne- fattar en fotoelektrisk omvandlare 2Ua och en multiplexer samt 455 443 ' 3o en analog/digital-omvandlare Zﬂb för omvandling av de analoga elektriska signalerna från den fotoelektriska omvandlaren âüa till motsvarande digitala elektriska signaler.

De digitala signalerna från omvandlingsanordningen 24 kopplas till en dator 25.

Datorn är densamma som i föregående utföringsform i fig. 1 med undantag för att N=2.

I datorn 25 beräknas temperaturen och den spektrala emissionsförmågan för turbinbladet 22B och gasen 22 med högt tryck på basis av ovannämnda mätmetod under användning av de spektralt detekterade värdena för de effektiva våglängderna; valda som i ekvationen (101), och data.Jtí, gi, Cl och C2 från minnet på det sätt som beskrives ovan beträffande verkningssät- itet för utföringsformen i fig. 1.

' Med denna mätanordning 21 enligt uppfinningen kan temperaturen hos det främre kantpartiet H2 och mittpartiet HU av turbinbladet 22B mätas direkt. Sålunda är det icke nödvän- digt att tillgripa begränsningar, vilka oundvikligen måste tas hänsyn till vid känd indirekt mätning, där endast tillgång till bladets baksida 23 förefinnes, där temperaturen icke är så hög som vid mittpartiet HU, d v s det är möjligt att fastställa till- lätlig temperatur för turbinbladet 22B vid högsta tillåtbara värde och därigenom blir hög värmeverkningsgrad hos jetmotorn tillgänglig. Eftersom enligt uppfinningen temperaturmätningen kan ske utan någon begränsning i den spektrala emissionsför- mågan, kan temperaturen mätas noggrannt oberoende av föränd- ringar i den spektrala emissionsförmâgan för turbinbladet 22B.

Detta bidrar även i hög grad till jetmotorns effektiva drift.

Ehuru det strålningsflöde, som infaller på monokromatorn 23 från turbinbladet 22B, förändras periodískt med turbinbladets 22 rörelse, är det genom ästadkommande av i minnet lagrade da- ta beträffande koefficienter för korrektion av dessa perio- diska ändringar och användning av desamma i databehandlingen möjligt att erhålla mätning av de jämförelsevis snabba perio- diska förändringarna i strâlningsflödet från turbinbladet 22B.

Fig. 3 visar en tredje utföringsform av mätanord- ningen 31, som mäter temperaturfördelningen i en upphettad kropp under användning av mätmetoden enligt uppfinningen. * 455 443 31 I detta mätsystem 31 är antalet N såsom nämnts i förbindelse med monokromatorn 3 i mätanordningen enligt fig. 1 fastställt till N=2. I denna anordning innefattar monokromatorn 33 en objektivlins 33a för mottagning av ett strålningsflöde från en upphettad kropp; t ex ett upphettat ämne inuti en ugn (icke vísat); varpå en första dikroitisk spegel 33b reflekte- rar strålningsflödet vid speciella våglängder från objektiv- linsen 33a för bildning av ett första spektrum 33b1, under det att övriga våglängder 33 b2 transmitteras, en andra dikroitisk spegel 33c reflekterar en del av strålningsflödet 33b2, som transmitteras genom den första dikroitiska spegeln 33b, till bildning av ett andra spetkrum 33c1, under det att resten trans- mitteras såsom ett andra transmitterat strålningsflöde 33c2, och en tredje dikroitisk spegel 33d reflekterar en del av det andra transmitterade strâlningsflödet 33c2 under bildning av ett tredje spektrum 33d1, under det att resten transmitteras till bildning av ett tredje transmitterat strålningsflöde, t ex det fjärde spektrumet 33d. De effektiva våglängderna för de första, andra och tredje dikroitiska speglarna väljes för uppfyllande av betingelserna i ekvationen (101).

Om så är nödvändigt kan liksom i utföringsformen i fig. 1 antalet spektra ökas genom anordnande av ytterligare dikroitiska speglar för möjliggörande av exakt mätning. En om- vandlingsanordning 3U i mätanordning 31 åstadkommer omvandling av spektra till elektriska-digitala signaler (detekterade värden) icke såsom en hel signal utan i form av en samling av speciella enkla punkter, som är bildpunktsignaler.

Omvandlingsanordningen 3ü innefattar en första bild- avkännare 3Ua försedd med ett flertal fotoelektriska omvandlare, anordnade så att var och en motsvarar varje bildpunktkoordinat för omvandling av ljusbilderna respektive bildpunktskoordinater, som erhålles från det första spektrumet 33b1 från den första di- kroitiska spegeln 33b, till elektriska analoga signaler 3Ha0, en andra bildavkännare 3Ub, som mottar det andra spektrumet 33c1 från den andra dikroitiska spegeln 33c och har samma funktion och konstruktion som den första bildavkännaren 3Ha, en tredje bildavkännare 3Hc, som mottar det tredje spektrumet 33d1 och har 455 443 .' 32 samma funktion och konstruktion som den första bildavkännaren 3Ha, en fjärde bildavkännare Bﬂd, som mottar det fjärde spekt- rumet 33d2; som transmitteras genom den tredje dikroitiska spe- geln 33d och har samma funktion och konstruktion som den första bildavkännaren Büa, en avkännare_3He för avkänning och uttag- ning av bildpunktsignalerna Büao, Sübo, öüco och Bﬂdo från den första, andra, tredje och fjärde bildavkännaren såsom en serie signaler, samt en analog/digital-omvandlare Büf för omvandling av de enskilda bildpunktsignalerna jüeo från avkännaren Büe till elektriska digitala signaler Büfo.

De elektriska digitala signalerna 3HfO från omvand- lingsanordningen BU kopplas till en dator 35 av samma konstruk- tion som datorn 5 i utföringsformen i fig. 1.

I datorn 35 ëenomföres samma databehandling som be- skrivits ovan i förening med utföringsformen i fig. 1 för åstad- kommande av mätta värden på temperaturen och spektrala emissions- förmågan för de enskilda bildpunktskoordinaterna.

De mätta värdena tillföres en yta 56, där de om- vandlas till en videosignal, som visas i form av en bild, som representerar temperaturfördelningen i det upphettade materialet inuti ugnen på ett mottagarrör 37. Såsom framgår av ovanstående kan med mätanordningen 31 temperaturfördelningen i det upphetta- de materialet i ugnen noggrant mätas utan att påverkas av gasen etc inuti ugnen. Genom betraktande av denna temperaturfördelning är det möjligt att finna en onormal temperatur vid ett tidigt stadium och att förhindra en olycka. Denna anordning kan till- lämpas på rotorer, kemiska reaktorer etc.

Ehuru filtren och de dikroitiska speglarna användas i monokromatorn i ovannämnda utföringsform, är det även möjligt att använda prismor, etc.

För det fall man använder prismor kan en enda foto- elektrisk omvandlare användas för mottagning av det ingående strål- ningsflödet, och prismorna kan drivas mekaniskt för avkänning av våglängderna. Alternativt kan ett antal element anordnas så att strålningsflöden med olika våglängder infaller på dem, och avkän- ningen kan ske på elektrisk väg. 455 443 33 Som fotoelektrisk omvandlare kan användas olika slags metal- ler, halvledare, dielektrika etc. och dessa användes vanligen i avkylt tillstånd vid mätningarna i yttersta ultraviolett. Ehuru en omvandlare av pyroelektrisk typ kan användas vid normala tempera- turer, måste i sådant fall en klipptransistor anordnas för re- gelbunden tilledning respektive avskärmning av det infallande strål- ningsflödet. I allmänhet kan fotoelektriska omvandlare väljas i beroende på avsedd användning och användas med eller utan hjälp- medel.

Om ett antal punkter utgör mätföremålet kan vidare avkänning- en ske medelst en strålavkännare. Det är vidare möjligt att åstad- komma en referensljuskälla för kalibrering avmätinstrumentet eller att använda en sektor som referens för temperaturen för omgivningen till den fotoelektriska omvandlaren för kompensering.

I stället för att åstadkomma momentan databehandling är det möjligt att registrera data på fotografisk film, magnetband,@ÜC- för efterföljande databehandling.

Då man använder en analog dator för beräkningarna med ekva- tionen (112), kan databehandling vid hög hastighet åstadkommas.

Exempelvis kan ström bringas att representera de detekterade värdena Xi i ekvationen (103), och resistans att kollektivt representera andra konstanter, varigenom en spänning framkallad över resistansen, då strömmen Xi flyter därigenom, bringas att representera Yi, och härigenom är det möjligt att undanröja den långsamma behandlingen genom en digital dator. .

Uppfinningen kommer nu att beskrivas för det fall, att man använder endast en strålningskälla såsom mätföremål. I detta fall föreligger ingen begränsning för relationen mellan våglängderna för de enskilda kanalerna, så att det är möjligt att välja våglängder som lämpar sig för mätningens betingelser. Ej heller uppstår något besvär med att välja filter.

I följande utföringsformer mätes antingen temperaturen under användning av de mätta värdena på strålningsflödets intensitet i alla kanaler, eller mätes temperaturen gemensamt för alla kombina- tioner, varvid varje kombination innefattar två eller flera kanaler, som på lämpligt sätt väljes bland de tillgängliga kanalerna och rep- resenterar sin egen temperatur såsom ett resultat av denna kombina- tion, och spektralfaktorn beräknas från detta mätta temperatur- värde och de spektrala flödesintensiteterna. 455 443 i 3U Innan de fjärde till och med sjunde utföringsformerna av upp- finningen beskrives skall först det mätförfarande, som ligger till grund för dessa utföringsformer beröras för underlättande av för- ståelsen därav. ,Strålningsflödet från en temperaturstrålande strål- ningskälla uppdelas spektralt genom en monokromator med avseende på effektiva våglängder )~1 till Å M för M olika kanaler. Spektra omvandlas till respektive elektriska värden X1 till XM.

Från de elektriska detekterade värdena för M kanaler erhålles elektriska värden Xi för de effektiva våglängderna Ä i (i = 1, 2, ..., m) för m kanaler, och ekvationer angünnme sambandet mellan temperaturen, spektralfaktor och spektral strålningsintensitet ut- vecklas för de enskilda effektiva våglängderna )-i under användning av en ekvation, som approximerar spektralfaktorvärdena för de en- skilda effektiva våglängderna, vilken ekvation innehåller m - 1 obekanta och en obekant term som representerar temperaturen för provkroppen, liksom även en ekvation representerande den spektrala strålningsemﬁiansen från en svart kropp. Temperaturen och spektral- faktorn härledes såsom rötterna till den så utvecklade ekvationen.

För den approximativa beräkningen av den spektrala strålningsexci- tansen för den svarta kroppen för varje effektiv våglängd användes Wiens strålningslag, under det att för den exakta beräkningen an- vändes Plancks strålningslag, såsom kommer att beskrivas nedan.

Ovannämnda ekvation kan lösas direkt på grund av den kapaci- tet som dagens datorer har: För minskning av datorns arbete och för möjliggörande av snabbare beräkningar på ett enklare sätt kan följande beräkningsmetod användas.

För formeln för spektralfaktorn användes en funktion av våg- längden innefattande m - 1 obekanta, t.ex. ett polynom av (m - 2):a graden av den effektiva våglängden. Obekanta beträffande spektral- faktorn i ovannämnda formel elimineras algebraiskt för erhållande av en endimensionell irrationell ekvation (225) (som kommer att be- skrivas nedan) med avseende på temperaturen och denna ekvation lö- ses för erhållande av temperaturen. Den så beräknade temperaturen substitueras i ovannämnda ekvation för härledning av spektralfak- torn. Om de effektiva våglängderna väljes så, att relationen 1/ Ä i - l/Ä iﬂ = G gäller och Wiens strålningslag tillämpas, reduceras ovannämnda irrationella ekvation med en obekant till en endimensionell ekvation av (m - 1):a graden och för det fall att m är 5 eller M kan temperaturen beräknas direkt under användning av välkända formler för rötter. 455 443 55 Ävencm1spektralfaktorn och temperaturen T mätes på ovanstående sätt skall nu det fall där man använder Wiens strälningslag diskute- ras i detalj, och därpå skall en detaljerad diskussion ges för det fall man använder Plancks strålningslag.

Då enligt uppfinningen strålningsflödet från en provkropp un- der värmestrålning, t.ex. ett spektrum erhållet genom en kondensor och filter, därefter ledes genom en anordning för omvandling av det- samma till ett elektriskt värde, såsom en fotoelektrisk omvandlare och en analog/digital-omvandlare, hålles sådana egenskaper som kon- densorns koncentreringsfaktor och filtrets transmitteringsfaktor i det spektrofotometriska systemet, omvandlingsfaktorn för den foto- elektriska omvandlaren i omvandlingsanordningen, vinsten i analog/ digitalomvandlaren och tendensen för spektralfaktorerna hos prov- kroppen, för det fall att sådan tendens förutbestämmes, under kontroll på sådant sätt att de alltid är kända, och de kan tillsammans uttryc- kas sâsom spektral vinst g. Sålunda är den spektrala vinsten g en känd storhet. Å andra sidan betraktas okända optiska egenskaper i den optiska vägbanan, som icke kan regleras, t.ex. i fallet av en ugn för förbränning av stenkol, formen hos stenkolen, den spektrala emissionsförmågan hos aska som täcker stenkolen, den spektrala trans- mittansen hos omgivande brinnande gas, den spektrala transmittansen hos observationsfönstret i förbränningskammaren och den spektrala transmittansen för den optiska vägbanan, som leder från ugnen till ovannämnda spektrofotometriska system, tillsammans såsom spektral- faktorn för provkroppen och betecknas E . Värdena på den spektrala vinsten g och spektralfaktörwxå varierar med den effektiva vågläng- den.

Först skall den treíärgsspektrofotometriska metoden beskrivas.

I detta fall konstrueras det spektrofotometriska systemet såsom ett trefärgs spektrofotometriskt system, och spektralfaktorn och tem- peraturen mätes på följande sätt.

De effektiva våglängderna för varje kanal betecknas Ä1¿~Ä2 respektive Ä.3, spektralfaktorn, den spektrala vinsten och de spekt- rala elektriska detekteringsvärdena för de enskilda respektive våg- längderna betecknas flg 22 och ÖB, gl, g2 och ga respektive X1, X2 och X3, och temperaturen hos provkroppen betecknas T. För de en- skilda effektiva våglängderna kan den spektrala strålningsexcitansen uttryckas med Wiens lag enligt följande 455 443 36 s J' _ ' _ .. 201 M1 _ Clkl exp KIT ( ) -c _ ”5 ...Ä 2 2 M2 - C112 exp ÄZT . . . . . .. ( 0 ) -c -s 2 och M n: C Ä . eXp ---~f . . - . - .. a 1 a Äßw där cl = 314150 x 1046 w.m2 och oz = 143879 x 1o'2 m-grad.

Den spektrala strålningselšßitaﬂsen M1, M2 och M3 är följande funktion av respektive elektriska detekteringsvärden Ål, X2 och X3 -s -c X1 = glglMl = gIQICIÅl exp Älâ . . . . . .. (204) x - M - c A "5 -Ca 2 2-g2g22-g2¿2l2 expÄ-:r- (05) -C _ _ '5 ___2 X3 _ g3E3M3 _ g3E3C1A3 exp ABT (206) Även om värdena på X1; X2 och X3 är fixerade genom ekvationerna (2011), (205) och (206), är 21,62 och E 3 obestämda. Om emellertid följande ekvation, nämligen en förstagradsekvation som anger samban- det mellan de effektiva våglängderna och spektralfaktorerna pålägges såsom ett begränsande villkor, kan 5 1, 52 och ÖB erhållas. glga -)\3) + ¿2(;3 -Å1)+ 330,1 ~A_.,1= o (201) Fig. 6 visar ett diagram över ekvationen (207). I fig. 6 anger ordinatan spektralfaktorn C och abskissan den effektiva våglängden Å .

Koordinaterna P1 (,\ yfl), P2 (ÃE, fz) och P3 (Äš, ÖB) ligger på rät linje L.

Genom att man direkt löser ekvationen (207) under användning av ekvationerna (2010, (205) och (206) med en dator kan spektralfak- torerna f 1, 22 och ÉB samt temperaturen T erhållas.

För förenkling av lösningen av ekvationen (207) väljes en spekt- rofotometrisk anordning, i vilken engnominell relation mellan Ä 1, 455 44? 37 Äz och Å), enligt följande ekvation gäller i vilken 0( är en konstant och ;\ 1412 (ÄB.

Genom lösning av ekvationen (207) under användning av ekvatio- nerna (ZOH), (205), (206) och (208) erhålles följande två olika slag av mätta värden på spektralfaktorn och temperaturen l ....... (209) 1 xagﬂå kgcaq 4...

X Ål k 1n( 133 A1 12 4 4 Äz”>\1 X2">n1 ¿ k ..<21o) 1 c g 4 " ' 1 2 xlgzll Å3 + X1 2(¿ -¿ ) 5 3 1 _ X2Ä2 X3g1Ä§ k C 2 4 _ 1 2 Xlgall k As A2 4 -4'Åz"A3 Ä2 'ka Xzlz Ås Xagslz _ E och_ Es: 4 .--a. 1 2 x3g2¿3 där k och k är givna genom ekvationer-na (213) respektive (2111) för det första slaget av mätta värden och genom ekvationerna (215) och (216) för det andra slaget av mätta värden. x! II »J | 455 443 = 58 244 XXg k=1.. _ ___" (215) x 2 1 9 2 gigs 2 2441 _ Xxgx k=1+ ¿¿iJÅí mH(næ 2 2 X2 g1g3Åa Innehållet under rottecknet i ekvationerna (213), (2114), (215) och (216) är icke alltid negativt, eftersom det kan omvandlas till 244 xlxagz Ä1 Ås 4 1 ' -;-5-”“"“-1*" = 1 "“""ïII"““““"““E'=š 0 2 Slgg/ïg Q/:kg 415311 É3Ä1 E1Ä3 Fig. 7 är ett diagram, som visar ovannämnda två olika slag av mätta värden på spektralfaktorn f och temperaturen T. I fig. 7 är spektralfaktorn E avsatt efter ordinatan och den effektiva vågläng- den Å längs abskissan. De mätta värdena av det första slaget befin- ner sig inom det streckade området A1, som är inneslutet mellan de räta linjerna Ll, som går genom origo (0, 0) och en punkt (Å 2, Eg) samt en rät linje La, som sammanbinder en 'punkt (X5, _0) och en punkt (ÄPÉZ). De mätta värdena av det andra slaget befinner sig_ inom det streckade området A2, som är inneslutet mellan den räta linjen Ll och en rät linje L3, som sammanbinder en punkt (Ål, 0) och en punkt (Å 2,¿ 2).

Ekvationen (209), som beskriver temperaturen T, och ekvationer- na (210), (211) och (212), som beskriver spektralfaktorn, kan ut- tryckas i andra former. Exempelvis kan ekvationen (20) skrivas så- SÜm T 1 1 = 1 1 .m.ææW C OC C OC 2 X2g1*24 X2g3Å24 - 2 lnßﬂ-É k) ﬂn(---_Z k) ïäh %%% och ekvationerna (210) och (212) kan skrivas såsom , 455 443 39 Ål ' ¿1_.:;kg2 (210) A _ . ¿3_åk¿2 (212) Precisionen hos ovannämnda trefärgs spektrometriska metod kan säkras så länge som spektralfaktorn ändrar sig med våglängden i sådan grad, att relationen mellan spektralfaktorn och den effektiva våglängden kan anges såsom en förstagradsekvation, men trefärgs spektrometriska metoden kan icke längre tillämpas för det fall, att spektralfaktorn ändrar sig på ett komplicerat sätt med den effektiva våglängden. För våglängder inomtràma band, där spektralfaktorn ändrar sig linjärt med våglängden eller där maxima eller minima för en fördelningskurva uppträder och enveloppen till dessa punkter ändrar sig linjärt med våglängden, är det emellertid möjligt att använda en approximation genom trefärgs fotometriska metoder, dvs. en rät linje given av ekvationen (207).

I föreliggande beskrivning betecknas ett förfarande för mätning av spektralfaktorn f och temperaturen T med avseende på våglängden för M olika kanaler genom tillämpning av ovannämnda trefärgs spektro- fotometriska metod för varje trångt intervall av effektiva vågläng- der eller varje särskild effektiv våglängd såsom ett M-färgs spektro- fotometriskt förfarande under användning av den trefärgs spektro- fotometriska metoden. _ Fig. 8 illustrerar ett fall för mätning av spektralfaktorn för .enskilda effektiva våglängder och temperaturen T genom ett M- färgs spektrofotometriskt förfarande under användning av trefärgs spektrofotometriska metoden. Även i fig. 8 anger ordinatan spektral- faktorn och abskissan den effektiva våglängdenMÅ . M effektiva våglängder är angivna längs abskissan. Såsom nämnts ovan erhålles vid detta förfarande spektralfaktorn f för varje effektiv våglängd och temperaturen T under antagande att ekvationen (207) gäller för varje tre givna effektiva våglängder i ett trångt våglängdsintervall eller för varje tre speciella effektiva våglängder. I fig. 8 har relationen mellan spektralfaktorn 5-1, 52 och f 3 och de effektiva våglängderna Ä 1, X2 och Å 3 approximerats till ett linjesegment 1123, relationen mellan C 3, En och f 5 samt Å 3,Ä¿¿ och Ä 5 HPPPO' ximerats till ett linjesegment 13u5, relationen mellæi Ei,fj ochflc ijk, och samt Xjg Aj och Å k approximerats till ett linjesegment l relationen mellanf rang (icke visad), fn _ 1 och CM samt/I M_2 455 443 “ 40 (icke visad), Å M4 och Å M approximeras till ett linjesegment IM-2 M-1 M' Här behöver ) i,Åj och Å'k icke vara närliggande utan det kan förefinnas mellanliggande effektiva våglängder, såsom,A,x och Å_j+1. Likaså kan det förefinnas en spektralfaktor fix motsvarande den effektiva våglängden Å X på linjesegmentet lx och man behöver icke utnyttja spektralfaktorn fjﬂ motsvarande den effektiva våg- längden Äj+1 metriska metoden, och vidare kan man' upprepade gånger använda spekt- ralfaktorn 53 motsvarande den effektiva våglängden A3 för bägge 123 och l3u5. Det är heller icke nödvändigt att anordna en monokromator för våglängden,Ä X och sålunda att åstadkomma ett motsvarande elektriskt detekterat värde XX, eller att åstadkomma för beräkningarna baserade på trefärgs spektrofoto- linjesegmenten 1 en imaginär spektralfaktor f'X mot den imaginära effektiva våg- längden Ä X, som härledes från de effektiva våglängderna Äi och AJ. samt motsvarande elektriska detekterade värden Xi och Xj.

Då de elektriska detekterade värdena Xi, Xj och Xk för under- gruppen av dessa tre effektiva våglängder Å i, AJ. och Åk har fast- ställts, och relationen mellan fi, få och 6 k samt Åí, ÅJ- och Å k anses kunna uttryckas genom ekvationen (207) Då samma sätt som i ovan- nämnda trefärgs spektrofotometriska metod, erhålles två olika slag av mätta värden på spektralfaktorn 8 i, ﬁj och §'k motsvarande respektive effektiva våglängder å.i, Ãj temperaturen T för varje undergrupp genom lösning av ekvationen och Åk i' undergruppen och (207) under användning av ovannämnda Xi, Xj och Xk.

Ehuru spektralfaktorn É för de enskilda effektiva våglängderna och temperaturen T, som mätes på ovanstående sätt, är envärda till sin natur, erhålles vid mätningen multipla värden (lika med dubbla antalet undergrupper). För dessa flertal av värden, som tillhör två olika slag, väljes för varje undergrupp de av varje slag såsom spektralfaktor C och temperatur T. Vid denna tidpunkt jämföras de mätta värdena för varje undergrupp och studeras, så att spektralfak- torn och temperaturen kan bestämmas på rätt sätt.

Vid ett förfarande beräknas medelvärdet av temperaturen för de enskilda undergrupperna för erhållande av en medeltemperatur TO.

Från denna medeltemperatur erhålles spektralfaktorn E 1 för varje effektiv våglängd under användning av ekvationen xixis c 2 .

E Qxp . . . - . .. 1 gici ÅiTo 455 443 hl Genom att man väljer de effektiva våglängderna så, att de upp- fyller relationen :1“_'_"L_=d couoølo Ai li + 1 (i vilkenbﬁ är en konstant och i = 1, 2, ..., lvl-l) och bildning av varje undergrupp med tre konsekutiva effektiva våglängder kan medel- temperaturen TO skrivas såsom - (T +T + +T PJ*- To ' 123 234 M-z M-l M M-z 4 4 .IL _¿n(XM-1XMg1gaÄM-11M KlzsKzaø, KM-am-l nnaczøc Xixzgm-Lgmlikg É12af 1 xM-z .un-noen där k. och 12 (i = 1, 2, ..., M-z) är de var- 1 i + 1 i + 2 i i + 1 i + 2 den som erhålles genom tillämpning av ekvationerna (213), (21ü), (215) och (216) för nndergruppen av effektiva våglängder Å í,Äi_+ 1 och Ä i + 2.

Ovannämnda trefärgs spektrofotometriska metod och M-färgs spektrofotometriska metod, vilken utnyttjar trefärgs spektrofotomet- riska metoden, möjliggör approximation av temperaturen T och spektral- faktorn E för en strålningskälla i form av mycket enkla funktioner, och de erhållna approxima värdena kan användas direkt för det fall att någon noggrann mätning av värdena icke erfordras. Erfordras emellertid noggrant mätta värden måste man använda en mätmetod, som kommer att beskrivas nedan. Såsom kommer att framgå av nedanstående erfordras för denna mätmetod approximativa värden för erhållande av exakta värden, och dessa approximativa värden kan erhållas genom ovannämnda trefargs spektralfotometríska metod eller M-färgs spektro- fotometriska metod, som använder trefärgs spektrofotometriska metoden.

Alternativt användes värden, som erhålles genom användning av ekva- tionen (2HO-1) eller (2H0-2) som skall beskrivas nedan, för erhål- lande av exakt mätta värden.

Vid denna mätmetod är den spektrofotometriska anordníngen konstruerad såsom en spektrofotometrisk anordning med m kanaler, och Plancks strålningslag användes för erhållande av exakta värden på spektralfaktorn och temperaturen. Detta förfarande kommer nedan att betecknas såsom exakt m-färgs spektrofotometri.

Betecknar man de effektiva våglängderna med Åj för varje gi- ven kanal bland m olika kanaler i m-färgs spektrofotometriska anord- 455 443 H2 ningen, samt den spektrala vinsten, det elektriskt detekterade värdet och spektralfaktorn för strålningskällan med gi, Xi respektive f¿i med avseende på den effektiva våg1ängden,Å i, samt temperaturen för provkroppen med T, kan den spektrala strålningsenmitæsen Mi med av- seende på den effektiva våglängden )\i uttryckas såsom ce -1 Mi -- ßlxi'°(e>íï) _ I) (219) där Cl och C2 har samma värden som för Wiens strålningslag.

Såsom år väl bekant gäller följande samband mellan den spektráa Stràïningsexcitansen Mi och ett elektriskt detekterat värde Xi Xi gi f-:Mi -1 -L-l) (220) Å T giÉ.C1Ai_5(exp 1 1 Från ekvationen (220) kan man erhålla en ekvation, som anger sambandet mellan spektralfaktorn É i temperaturen T, den effektiva våglängden Ä i, den spektrala vinsten gi och det elektriskt detek- terade värdet Xi nämligen x x.)\.5 ¿ = 1 = 1 1(y1_1) (221) 1 911 gicl i vilken c yﬂaxpfrš . . . . . .. (222) Under det att spektralfaktorn É i för den effektiva våglängden Å i kan anta ytterst fria värden mellan 0 och 1,gäller följande begränsande villkor för åstadkommande av m - 1 frihetsgrader E(E1,22,.....,fm)= o . . . . . .. (223) Formen av funktionen E i ekvationen (223) kan bestämmas appro- ximativt. Lösningen av ekvationen (223) samtidigt med ekvationen (221), som består av en uppsättning av m ekvationer, kan ske direkt med en digital dator för erhållande av y, t.ex. temperaturen T och m värden på spektralfaktorn fi, 52 ..., Énf 455 443 113 Ett specialfall av ekvationen (223), i vilken spektralfaktorn motsvarande den effektiva våglängden Å i approximeras genom följan- de polynom av (m - 2):a graden och m par av koordinater (A1, fi), (ÃZ, fz), ..., (A m, im) samtliga antas ligga på en kurva, som rep- resenteras av polynomet av (m - 2):a graden, kommer nu att beskrivas i detalj. I andra fall kan endimensionella, irrationella ekvationer med avseende på temperaturen T lätt utvecklas på liknande sätt som vid utvecklandet av ekvationen (225), så att någon detaljerad be- skrivning därav icke erfordras. m _ . . . . . .. (22a') _ _ 1-1 _ _ (224) Ai _ ( 1) K(Äk ÅJ) i vilken k och j är naturliga tal uppfyllande villkoren 1<\1,¿ei,1<>¿, zgkgm, iájgm-l. Uttrycket 15 (Å1C- Aj) i ekvationen (224) betecknar en produkt, som erhålles genom multipliceríng av faktorn (Å1{-Aj) med avseende på alla kombinationer av k och j.

Ur ekvationerna (221) och(223') kan följande irrationella ekvationer härledas 1 'm 'm I 81 y -> 2 B1== 0 I: ° í=x ' ...-...

I f Xml. _ Bi =-;TE': M . . . . . .. (226) Genom substitution av 1 »m 1"? 1” _ . . . . . "(227) au)= 27.81: *jf ß!- p=1 L=ﬂ i vänstra sidan av ekvationen (225), partiell derivering av H(y) med avseende på y erhålles 1 -7 -'l i.5_(7)_ :- 91,1* . . . . . .. (228) 87 1=x .¿:- m X* “ .u . . . . . .. (229) 455 443 HU Ekvationen (225) löses med avseende på y under användning av ekvationerna (228) och (229) på basis av Newton-Raphsons lag, som är välkänd för numeriska beräkningar. Det iterativa uttrycket för derivering av y är H (Yo) f: '°- 'Gam- (aao) TT Y==Y° I ekvationen (230) är värdet för H(y) och êåšgl för y = yo àH(y) lika med H(y0) respektive Q y v = yo. yo är begynnelsevärdet för y. Det är möjligt att substituera såsom ursprungligt värde yo för erhållande av y de mätta värden, som erhålles genom ovannämnda trefärgs spektrofotometri eller M-färgs spektrofotometri, som använ- der trefärgs spektrofotometri, eller värden erhållna genom användning av ekvationerna (ZUO-1) eller (230-2), som skall beskrivas nedan, i ekvationen (222), och gör man så kan beräkníngstiden minskas. Från y erhållet på detta sätt erhålles de mätta värdena på spektralfaktorn och temperaturen under användning av ekvationerna (221) och (222).

De mätta värden som erhålles på detta sätt är av m olika slag.

Från dessa m olika slag av mätta värden erhålles de exakta mätta värdena på följande sätt. Negativa temperaturvärden, obestämda tem- peratur- och spektralfaktorvärden, som år negativa eller större än de för en svartkr0PP ( Ö = 1)'utelämnas liksom även mätta värden, som starkt visar tendensen för kvasiljuskällor i förhållande till andra värden. På detta sätt utvåljes exakt mätta värden, så att temperaturen och spektralfaktorn kan bestämmas på rätt sätt. Andra värden än dessa mätta värden är kvasimätta värden.

Ett kvasimätt värde innebär närvaro av en kvasiljuskälla som åstadkommer ett mätt värde kring strâlningskällan. Det är möjligt att täcka en perfekt svartkropp vid en särskild färgtemperatur vid ett lämpligt filter, så att den täckta svarta kroppen åstadkommer samma strålningsflöde som från en annan perfekt kropp vid en annan färgtemperatur, varigenom man sålunda åstadkommer en kvasiljuskälla vid dennna olika färgtemperatur.

Ehuru i den hittillsvarande beskrivningen ingen speciell re- lation bland enskilda effektiva våglängder har utvalts, kan man genom val av ett m-färgs spektrofotometrískt system så att relationen ' 455 443 = a . . . . . .. (zoew) gäller (i vilken i = 1, 2, ..., m - 1, och Änïär vald inom ett in- tervall från ett värde mycket nära noll till oändligheten) med av- seende på den effektiva våglängden inom m-kanals effektiva våglängds- området, från ekvation (225) erhålla I y1mÉr¿y(m-Å)G_ï-F¿=0 . . . . .. (225') i=1 ¿=| ' -__ í”1 xïf! <Åià7_m .H.. (231) och Fl. -- ( I) 'müßrl xiyi KM Ekvationen (231) representerar kombinationen _ cm- 11/ .,-.° 1-1 '= íï-L 1)/ cm -o/ Ekvationen (225') löses med avseende på y på basis av Newton- Raphsons lag på samma sätt som ekvationen (225), och ur det sålunda erhållna värdet på y erhålles de exakta värdena på spektralfaktorn och temperaturen på ett sätt liknande det, där det icke föreligger någon relation till ekvationen (208") beträffande de effektiva våg- längderna.

Nedan skall en modifikation av ovannämnda M-färgs spektrofoto- metriska metod, som använder sig av trefärgs spektrofotometriska me- toden, beskrivas, nämligen en mätmetod som använder sig av den exak- ta m-färgs spektrofotometriska metoden i stället för flerfärgs spekﬁ- rofotometriska metoden, med andra ord en M-färgsspektrofotometrisk metod som använder sig av den exakta m-färgsspektrofotometriska metoden.

Vid M-färgs spektrofotometri under användning av den exakta m-färgs spektrofotometriska metoden sker mätningen av temperaturen och spektralfaktorn med den exakta m-färgs spektrofotometrin med avseende på de effektiva våglängderna i undergrupper av lämpligt 455 443 ¿ H6 valda m kanaler bland M ( å m ?'3) kanaler. Detta förfarande möj- liggör att man kan eliminera fel, som införes i den M-färgs spektro- fotometriska metoden under användning av flerfärgs spektrofotometri, nämligen sådana beroende på Wiens strålningslag och sådana beroende på approximering av fördelningen av spektralfaktorn till en rät linje. “ Vid detta förfarande erhålles liksom vid den exakta m-färgs spektrofotometriska metoden m olika mätta värden för varje under- grupp. Från dessa mätta värden bortkastas sådana, som är inbördes skilda åt, genom jämförelse mellan de enskilda undergrupperna under användning av samma förfarande, som användes vid fallet M-färgs spektrofotometri under användning av tre-färgs spektrofotometriska metoden, och de rätta mätta värdena väljes såsom genomsnittstempe- raturvärden på basis av regeln för majoritetsval. Genom användning av denna genomsnittliga temperatur erhålles spektralfaktorn för var- je effektiv våglängd. Vinsten gi i ekvationen (200) multipliceras med spektralfaktorn, som sålunda erhålles såsom vikt. Därpå upp- repas beräkningen från början för erhållande av spektralfaktorn, och spektralfaktorn bestämmes genom att man tar hänsyn till ovan- nämnda vikt. ' _ För mätning av temperaturen hos en provkropp är det icke alltid nödvändigt att erhålla mätta värden för alla kanalerna. Då prov- kroppen exempelvis är täckt med vattenånga, koldioxidgas, organisk gas etc. och avsikten är att bestämma sammansättningen genom ut- nyttjande av särskilda infrarödabsorptionsegenskaper hos sådana gaser, kan mätningen i vissa fall genomföras lättare genom att man väljer den effektiva våglängden för filtret med hänsyn till sådana speciella ljusabsorptionsband under det att man icke använder något av de detekterade värdena för dessa band för mätningen av tempera- turen.

Med ovannämnda två mätmetoder, dvs. den exakta m-färgs spektro- fotometriska metoden och M-färgs spektrofotometriska metoden som använder sig av den förra, kan man erhålla högre precision jämfört med de förstnämnda två mätmetoderna för våglängder ovanför den punkt, som definieras av Wiens övergångsregel.

Nedan skall nu diskuteras skillnaden i det mätta värdet mellan trefärgs spektrofotometri och exakt trefärgs spektrofotometri med avseende på samma strålningskälla.

Sätter man šê 1 Fi = O i ekvationen (225') är detta detsamma 1 = som användning av Wiens strålningsregel för beräkning av strålnings- - 455 443 47 flödesexcitansen för en perfekt svart kropp. Eftersom i ekvationen (222) T 2 O, y 2 1, kan ekvationen (225') med hänsyn härtill skrivas såsom H1 .

I ouovoun och Cs!! _ T OIIOQ Y= :xp .. (233) Ekvationen (232) är en ekvation i vilken den spektrala strål- ningsexcitansen för en perfekt svart kropp beräknas medelst Wiens strålningslag och de effektiva våglängderna väljes så att de satis- fierar ekvationen (208"), och spektralfaktorn motsvarande varje ef- fektiv våglängd approximeras genom ett polynom av (m - 2):a graden.

Genom att man sätter m = 3 i ekvationen (232) kan ovannämnda ekva- tioner (209), (210) och (211) härledas. Fig. 9 visar relationen mellan roten för en ekvation för erhållande av det mätta värdet med trefärgs spektrofotometri genom att man sätter G(Y) och m = 3 i ekvationen (232) och roten för en ekvation för erhållande av det mätta värdet med den exakta trefärgs spektrofotometrin genom att man sätter m = 3 i ekvationen (225'). (yü = Y insättes i ekva- tionen (225').) I fig. 9 anger ordínatan G G) eller vänstra sidan av ekvationen (225') och abskissan anger Y.

I fig. 9 motsvarar kurvan LO trefärgs spektrofotometri. Skär- ningspunkten Ph mellan kurvan L0 och abskissaaxeln representerar Y1, som användes för erhållande av ett första slags värden på basis av trefärgs spektrofotometri, ooh punkten P5 representerar Y2 för erhållande av det andra slaget värden.

Kurvorna Lu, L och L6 motsvarar alla exakt trefärgs spektro- 5 fotometri. Kurvan L5 erhålles för itä 1 Fi (tg äurvan L6 erhål- m _ les för il; 1 Fi)~ O och kurvan Lu erhålles för šïš 1 Fi = O.

Skärningspunkterna mellan kurvan Lu ovh abskissaaxeln är origo samt sammanfallande med skärningspunkterna mellan kurvan LO och abskissa- axeln. m I den exakta trefårgs spektrofotmetrin är i allmänhet :šâ FE å.0, så att roten för ekvationen (225') med m = 3 erhålles såsom skärníngspunkterna mellan kurvan L6 eller kurvan L5 och abskissa- axeln. Genom användning av skärningspunkterna Fu och P5 såsom be- 455 »443 48 gynnelsevärden för erhållande av roten, erhålles värdena för exempel- vis punkterna P6 och P7 genom den iterativa ekvationen (230).

Nedan skall nu graden av mätfel diskuteras för det fall att approximationen mellan spektralfaktorn och den effektiva våglängden till ett polynom av första graden skiljer sig från det sanna värdet, varvid hänvisning sker till fig. 6.

Ehuru det har antagits att värdena för spektralfaktorn 51, Û 2 och E 5 för de effektiva våglängderna Ål, Åz och Å ligger på en rät linje L i fig. 6, så bör, om den sanna spektralfakšorn É() med avseende på den effektiva våglängden Å-2 befinnes ligga vid en punkt med koordinaterna (.Ä2, P2'), ekvationerna (205) och (207) skrivas respektive såsom -Cg 121- . . . . .- (2Û5') -f X2 = 92509: 1: GIP och Q(12-la)+ áÉ°(1:-¿1)+E3(1|-lz)=0 H mor) I ekvationen (207') är df 0 = E 2.

Det mätta värdet vid trefärgs spektrofotometrin, som erhålles genom användning av ekvationerna (205) och (207) bör sålunda kor- rigeras på följande vis.

För det första slaget av mätta värden 1a+¿x ”Li-ﬂz-m 13-11 w- __> f 1 + /ï_- w - och för det andra slaget mätta värden d-/¿2_@ E° == ( I _ /ï{§šï')'E* . . . . . ..(2ss) där = XIXSSZZÄI4ÄBQ.

Xz2ﬂ'¶3)\:8 Detta innebär att vid trefärgs spektrofotometrimätningar kvarstår felaktigheter. Dessa felaktigheter elimineras genom ökning av värdet av m eller M. Alternativt införes, om strålningskällan är förutbestämd och tendensen för oregelbundenheten i fördelningen i spektralfaktorvärdena är tidigare känd, de relevanta faktorerna 455 443 14 9 såsom viktfaktorer i den spektrala vinsten gi.

Inverkan av antagandet av spektralfaktorn på det mätta värdet för temperaturen kommer vidare att diskuteras, liksom även de fel, som uppkommer med tidigare känd tvåfärgs spektrofotometri.

För det fall man approximerar spektralfaktorn till ett polynom av första graden av den effektiva våglängden såsom visas i fig. 6 genom att man sätter L1__§I_ Ä! 23 erhåller man från ekvationerna (210') och (212') dt = _g§_ . . . . . .. (236') K Betecknar man det mätta värdet på temperaturen då t = to med TO, om värdet av t skall uttryckas såsom t = to + ¿5t, ändras även det mätta värdet på temperaturen vid t = to + ¿5t till TO + AQTO.

Felet ATG kan erhållas ur ekvationen (209) och anges såsom s rf ¿T g =-.. _- _______ Af (237) 2C!C zl a Då man utför mätning under antagande av ¿1_= 52 = 53, dvs. genom antagande av att provkroppen är en grå kropp erhåller man to = ÅLÉ A1 ur ekvationen (236). Om strålningskällan är färgad, dvs. om t *L to utgör det fel som uppkommer genom antagandet av en grå kropp 1 'ro l: Ät Ä ___: ,_ mi..

T ° 2c1C:.ln (zaw) TaIÅMZ-llwll) At zc:ç1=<1I)~ Ekvationen (237') innebär att det icke uppkommer något fel i ett speciellt fail, nämligen då A5 = w, avs. då Å 2 = 2A 1. Den- na tvåfärgs spektrofotometri, som har sitt existensberättigande i det att den effektiva våglängden Å 3 sättes lika med oändlígheten, under det att man bibehåller ekvationen (208) i trefärgs spektro- fotometri, och sålunda gör analysen med avseende på våglängden Å 5 meningslös vid dess gräns, är en mycket speciell typ av tvåfärgs- spektrofotometri. 455 443 50 Med andra ord, den tvåfärgs spektrofotometri, som gör analysen med avseende på en mycket speciell våglängd (ÅZ = 2Å1) ingår i trefärgs spektrofotometrin enligt uppfinningen, vid vilken den ef- fektiva våglängden Äš kan anta vilket som helst värde från ett po- sitivt värde nära 0 upp till oändligheten, och betraktas såsom tre- färgs spektrofotometri, vid vilken den effektiva våglängden väljes så att den satisfierar ekvationerna (208"') ___L _J_ :i Ä$=co . . . . . .. (ZOQnI) Vid temperaturmätning under användning av den effektiva våg- längden Ä 2 å 2 Ål och under antagande av att provkroppen är en grå kropp, även om provkroppen icke är en grå kropp, erhålles mätfelet genom ekvationen (237'). Likaledes anges mätfelet av ekvationen (237) vid känd tvåfärgs spektrofotometri, där den relativa spektral- faktorn för provkroppen anges i mätningen, om den relativa spektral- faktorn för provkroppen skiljer sig från den angivna faktorn. _ Nedan skall nu diskuteras en jämförelse av Y för mätta värden, som kan erhållas vid fyrfärgs spektrofotometri, där den effektiva våglängden för spektralfaktorn approximeras såsom ett polynom av andra graden genom att man sätter G(Y) för den vänstra sidan av ekvationen (232) och m = H, samt Y för de mätta värden, som kan er- hållas vid trefärgs spektrofotometri, under hänvisning till fig. 10, liksom även skillnaden i dessa mätmetoder i förhållande till två- färgs spektrofotometri. g I fig. 10 anger ordinatan G(Y) dvs vänstra sidan av ekvationen (232), och abskissan anger Y. Kurvan LO erhålles i fallet trefärgs spektrofotometri och är samma kurva som LO i fig. 9. Kurvan L7 erhålles i fallet fyrfärgs spektrofotometri.

Kurvan LO skär abskissaaxeln i punkterna PÅ och P5, och kurvan L? skär abskissaaxeln i punkterna P9, P10 och P11. Abskissakoordi- naten för punkten P12, vid vilken kurvan L7 har maximum, och abskis- sakoordinaten för punkten P13, vid vilken kurvanhar ett minimum, kan erhållas genom differentiering av ovannämnda G(Y) med avseende på Y och lösning av resultaten satt lika med noll. m** ~_ m-1“l _ Q . . . . . ..(23M I F» Y " 455 443 51 ~. '- ' x' 1"*“ F» = (-1)¿ 1 C. -f-ç-l- (239) m-X 1-1 X;,1 11 och I ekvationerna (238) och (259) erhålles roten till ekvationen (238) för m = H, dvs. värdet Y1 för abskissakoodínaten vid minimi- punkten P13 och värdet Ye för abskissakoordinaten för maximipunkten P , såsom respektive 12 X=š=iï xïksvålïzš W 1 XII: ' XHHFNH .....(24o-1) och X=v11ï xwxsøšxïzš Y===---¿ 1- z--ï- Xwzlx xfnyazﬁ J Värdet Y1 för punkten P13 är större än värdet Y2 för punkten P12, som antingen är positivt eller 0. Betraktar man ekvationen (209') återfinnas punkten P5 mellan punkterna P12 och P15, och en punkt Pa befinnes vara större till sitt värde än punkten P13.

Betecknar man värdet för Y för minimipunkten P8 för kurvan 0 med Yu och betecknar även värdet av roten Y till ekvationen (232) då m = 2 motsvarande tvâfärgs spektrofotometrí med Y5 kan man erhål- la L med '13 och värdet av Y för skärningspunkten med abskissan Ph Xzifl: Ya=-_----- X1 91 11 xgpxl: (240-2) Y(=----_--- k Xxfxla i I Y Xzyzli l: ' ßí Iaf- xxyzli 11 där 1 š k f? och l(à-š . I allmänhet är k* à-šw och de mätta värdena i fallet tvåfärgs spektrofotometri sammanfaller icke med värdena erhållna vid trefärgs spektrofotometrí. Värdena på Y er- hållna ur ekvationerna (ZUO-1) och (ZHO-2) kan användas såsom be- gynnelsevärden för lösning av ekvationen (225). 455 443 52 Nedan skall nu visas ett mätförfarande för genomförande av de ovan beskrivna mätförfarandena.

Fig. 11 visar en fjärde utföringsform av uppfinningen, som är en anordning 201 för mätning av spektral emissionsförmåga. Anord- ningen 201 innefattar ett spektrofotometrisk system 20Ä för spektral analys av strålningsflödet 203 från en provkropp (ljuskälla) 202 under värmestrålning i minst tre kanaler, en omvandlingsanordning 205 för omvandling av det analyserade strålningsflödet 20Md, som bildas av den spektrofotometriska sektionen 20H, till ett elektriskt värde, och en beräkningsanordning 206.

Provkroppen 202 består av en film 202b av okänd spektral emis- sionsförmåga, som täcker en perfekt svart kropp 202a med okänd tem- peratur.

Det spektrofotometriska systemet 2OH innefattar en kondensor 204a, ett flertal färgfilter 20Hb för spektral analys av ljuset från kondensorn i minst tre olika kanaler med olika effektiva våg- längder, samt en väljaromkopplare 20Åc för omkoppling av dessa fil- ter 20Äb.

Omvandlingsanordningen 205 innefattar en fotoelektrísk omvand- lare 205a och en analog/digitalomvandlare 205b, som ingår eftersom föreliggande utföringsform utnyttjar digitala beräkningar.

Beräkningsanordningen 206 innefattar ett minne, som lagrar de elektriska detekterade värdena (digitala värden) för de enskilda effektiva våglängderna, vilka värden bildas av omvandlingsanord- ningen 205, och lagrar även såsom kända data de värden, vilka all- tid kan vara kända, såsom den spektrala transmittansen för filtren 20üb, den spektrala vinsten g innefattande vinsten för analogldi- gitalomvandlaren 205b osv., samt varje effektiv våglängd-Ä liksom även de optiska konstanterna Cl och C2, och en beräkningsanordning för erhållande av ett erforderligt antal av exempelvis m (M Z m 5 5) elektriska detekterade värden, g, Ä, C1 och C2 från minnet och be- räkning av den spektrala emissionsförmågan från de erhållna m elekt- riskt detekterade värdena under ett villkor, fastlagt för begräns- ning av relationen mellan temperaturen för ljuskällan 202 och m värden på den spektrala emissionsförmågan, så att man erhåller m - 1 frihetsgrader.

Med ett mätsystem för mätning av spektral emissionsförmåga av ovanstående konstruktion mätes provkroppens spektrala emissionsför- måga på följande sätt. 455 443 53 Strålningsflödet 203 från provkroppen 202 analyseras spektralt i det spektrofotometriska systemet 2ON, och varje spektrum 20Hd därifrån omvandlas i omvandlingsanordningen 205 till ett elektriskt värde. I Dessa elektriskt detekterade värden lagras i minnet för de en- skilda effektiva våglängderna.

En del av eller alla dessa elektriskt detekterade värden ut- läses direkt, och temperaturen för provkroppen 202 och den spekt- rala emissionsförmågan för de individuella effektiva våglängderna erhålles genom ovannämnda trefärgs spektrofotometriska metod, M- färgs spektrofotometriska metod under användning av trefärgs spektro- fotometri, exakt m-färgs spektrofotometri eller M-färgs spektro- fotometri under användning av exakt m-färgsspektrofotometri.

Eftersom vid ovannämnda mätning betingelserna liksom i känd tek- nik icke är uppfyllda för den spektrala emissionsförmågan såsom sådan för kroppen utan m - 1 frihetsgrader åstadkommes även om det- ta innebär en approximering, kan temperaturen för en provkropp med vilken som helst spektral emissionsförmåga, dvs. antingen den hos en grå kropp eller en färgad kropp, mätas exakt. Beräkningarna kan förenklas genom användning av en ekvation av (m - 2):a graden för approximering av den spektrala emissionsförmågan för provkroppen.

Om vidare filtren i den spektrofotometriska anordningen 2OH konstrueras så att man väljer deras effektiva våglängder efter en speciell relation given av ovannämnda ekvation (208), (208'), (208") eller (208"'); kan den aritmetiska behandlingen förenklas i hög grad, även om den är enkel utan dylikt val.

Eftersom vidare m ~ 1 frihetsgrader åstadkommes för den spek- trala emissionsförmâgan för provkroppen är det icke nödvändigt med någon speciell belysningskälla för mätningen av spektralfaktorn för provkroppen före mätningen av dess temperatur, exempelvis för uppskattning av emissionsförmågan genom mätning av reflektansen.

Genom mätmetoden enligt uppfinningen är det vidare möjligt att identifiera en kvasiljuskälla, dvs. en ljuskälla med samma färgtemperatur.

Temperaturen kan även mätas utan att påverkas av oklarheter eller färg hos objektivlinsen i mätsystemet.

Om värdena på den spektrala emissionsförmâgan för olika ämnen tidigare lagrats i mätsystemet, kan analysen av provkroppens sam- mansättning erhållas genom sambandet mellan den kända spektrala emissionsförmågan och den mätta. 455 443 f SH Eftersom vidare värmestrålningen hos provkroppen utnyttjas, kan analys av sammansättningen av provkroppen, som måste förvaras i mörker, likaledes erhållas.

Fig. 12 visar en femte utföringsform av uppfinningen, som är en anordning 211 för mätning av spektralfaktorn.

I denna utföringsform skiljer sig provkroppen 212, det spektro- fotometriska systemet 21H, omvandlingsanordningen 215 och beräk- ningsanordningen 216 från motsvarande detaljer i föregående fjärde utföringsform på följande sätt.

Provkroppen 212 är en kropp 212c, som mottar strålningsflöde 212b från solen 212a. Det spektrofotometriska systemet 21H inne- fattar en avkänningsspegel 21Äa, en motor 21Ub, kopplad till en axel på avkänningsspegeln 21üa, en kodare 214c kopplad till axeln hos motorn 21Hb, en styranordning 21Nd för motorn, förbunden med kodarens 214c utgång och som tjänar till att tillföra en drivsig- nal till motorn 21Hb genom mottagande av en styrsignal från en tidregleringsanordning 217, som bildar styrsignalen enligt ett drivprogram, en huvudreflektor Elüe för reflektion av det strål- ningsflöde 213, som har reflekterats av avkänningsspegeln 21Ua, en hjälpreflektor 21Uf, (dessa reflektorer utgör ett teleskop), en kollimatorlins 21Ng, ett prisma 21Äh och en referensljuskälla 21Hi som vid behov anordnas för diagnos av insidan av anordningen.

Omvandlingsanordningen 215 innefattar dels fotoelektriska om- vandlare 215a för effektiva våglängder motsvarande respektive analyserade strålningsflödèn 21üj, som erhålles från prismat 21Äh, dels förstärkare 215b anordnade för respektive fotoelektriska om- vandlare 215a, dels en samplingshållningskrets 215c för temporär lagring av analoga storheter av lämpliga värden erhållna från för- stärkarna, dels en kombination av en multiplexer och en analog/di- gitalomvandlare 215d för omvandling av samplade värden av den ana- loga storheten från förstärkarna 215b, som samtidigt erhålles enligt en samplingssignal från tidsregleringsanordningen 217 till digitala värden enligt en multiplexersynkroniseringssignal från tídsregleringsanordningen 217 och tillförsel av de så erhållna di- gitala värdena till ett minne 216a, som skall beskrivas närmare nedan.

Beräkníngsanordningen 216 innefattar ovannämnda minne 216a, som lagrar de elektriskt detekterade värdena från multiplexern och analog/digitalomvandlaren 215b i adresser, som anges av tids- regleringsanordningen 217 bestämt av läget av avkänningsspegeln 21üa 455 443 55 och våglängden, vidare ett förinställt minne 216b, i vilket den ef- fektiva våglängden A ,^vinsten g, de optiska konstanterna Cl och C2, referensdata avseende solen 212a och provkroppen 2120, data beträffande jämförelsekällan 21üi och andra konstanter beträffande mätanordningen lagras, samt en kalkylator 216c för behandling av aritmetiska data såsom nämnts i förening med ovannämnda mätmetoder genom utläsning av erforderliga värden från minnet 216a och det förinställda minnet 216b under kontroll av beräkningssynkronise- rande signaler från tidregleringsanordningen 217.

I denna anordning är mätförfarandet samma som i föregående fjär- de utföringsform med undantag för att kroppen 212c avkännes, de analyserade strålningsflödena därifrån omvandlas till parallella analoga värden, som omvandlas till digitala värden i serieform och att de mätta värdena erhålles under kontroll av tidreglerings- anordningen 217, så att resten av förfarandet uteslutes.

Arbetssättet och de erhållna verkningarna är även desamma med undantag för det som kan tillskrivas ovannämnda skillnad, så de beskrives icke här.

Det är möjligt att ersätta solen i den femte utföringsformen med en belysningskälla i form av en elektrisk lampa. I detta fall är det möjligt att konstruera systemet sådant, att belysningskäl- lan ingår i det alster, som avkännes av avkänningsspegeln. Det är vidare möjligt att använda ett zoomteleskop i stället för det tele- skop, som bildas av hnvud- och hjälpreflektorerna och att göra bildcirkeln variabel. I den femte utföringsformen kan en anord- ning som ofta användes då man konstruerar ett optiskt system, t.ex. ett mindre hål för avlägsnande av inverkan av termometrisk strål- ning i anordningen, anordnas straxt före prismat.

Spektralfaktormätningsanordningarna i fig. 11 och 12 kan bägge användas för mätning av den spektrala emissionsförmågan ge- nom åstadkommande av en mindre korrektion av den aritmetiska data- behandlingen, såsom nämnts tidigare i förening med ovannämnda mät- metoder. De kan även användas för mätning av spektral transmittans.

Fig. 13 visar en sjätte utföringsform av uppfinningen tillämpad på det fall att man utför en färgkorrektion av en färgtelevisions- kamera på basis av mätning av temperaturen hos en ljuskälla.

I fig. 13 ingår en objektívspegel (bestående av en huvudref- lektor 22He och en hjälpreflektor 22Hf) för mottagande av strål- ning 223 från ett förgrundsföremål (icke visat),dikroitiska speglar 22Hj och 22Hk för spektral analys av strålningsflödet 225 med av- 455 443 56 seende på tre våglängder, en halvtransparent spegel 22Hm för delvis reflektion av rött ljus som reflekteras av den dikroitiska spegeln 22üj, en lins 230R för sammanbrytning av det röda ljuset från den' halvtransparenta spegeln 22Än, en bildavkännare 231R för omvandling av det röda ljuset från linsen 230R till en elektrisk rödbildsignal, en halvtransparent spegel 22Hn för delvis reflektion av blått ljus, som reflekteras av den dikroitiska spegeln 22Äk, en lins 230B för sammanbrytning av det blåa ljuset från den halvtransparenta spegeln 22Hn, en bildavkännare 231B för omvandling av det blåa ljuset från linsen 23OB till en elektrisk blåbildssignal, en halvtransparent spegel 22Hl för delvis transmission av grönt ljus från den dikroi- tiska spegeln 22Hk, en lins 230G för sammanbrygning av det gröna ljuset från den halvtransparenta spegeln 22Ul, en bildavkännare 231G för omvandling av det gröna ljuset från linsen 230G till en elektrisk grönbildsignal, en modulation/demodulationskorrektions- krets 232 för mottagande av de elektriska signalerna från respekti- ve bildavkännare 231R, 231B och 231G genom respektive multiplikato- rer 23HG, 23MB, 23UR, samt ett färgbildsrör 233 för mottagande av en elektrisk videosignal från kretsen 232, som relevanta delar för färgkorrektionen enligt uppfinningen.

I den färgtelevisionskameraanordning som visas i fig. 13, motsvarar huvudreflektorn 22üe, hjälpreflektorn 22Hf och den op- tiska vägen före dessa detaljer huvudreflektorn 21Äe, hjälpreflek- torn 21üf och den optiska vägen före dessa delar i den spektrofoto- metriska anordningen i fig. 12. De dikroitiska speglarna 22Uj och 22ük samt de halvtransparenta speglarna 22ül och 22Um motsva- rar prismat 21Äh i anordningen i fig. 12. Huvudreflektorn 22Ue, hjälprefelektorn 22Uf, den optiska vägen före dessa detaljer, de dikroitiska speglarna 22Hj och 22Uk och de halvtransparenta speg- larna 22Um och 22Un utgör den spektrofotometriska anordningen 22U i den sjätte utföringsformen av mätanordningen.

De fotoelektriska omvandlarna 225a, 225b och 225c motsvarande resepktive halvtransparenta spglar 22Um, 22Un och 22ül, samt multi- plexer och analog/digitalomvandlaren 225d för omvandling av de analoga elektriska signalerna från dessa fotoelektriska omvandlare till en serie elektriskt detekterade värden utgör en omvandlinge- anordning för mätanordningen i utföringsformen enligt fig. 13.

En kalkylator 226 för mottagande av de detekterade värdena från multiplexern och analog/dígitalomvandlaren 225d utgör beräk- ningsanordningen i utföringsformen enligt fig. 13. Den utför 455 443 57 ovannämnda aritmetiska databehandling för beräkning av temperaturen hos provkroppen och beräkning av röda, blåa och gröna korrektions- värden ur förhållandet mellan de analyserade strålningsflödena från provkroppens ljuskälla och de analyserade strålningsflödena hos en önskad ljuskälla, varvid dessa korrektionsvärden matas ut via respektive utgångar 226R, 226B och 226G.

Multiplikatorer EBÅR, 2343 och 234G för respektive bildavkän- nare är anordnade mellan var och en av bildavkännarna 231R, 231B och 2316 samt modulerings/demoduleringskorrektionskretsen 232. I dessa multiplikatorer multipliceras de elektriska bildsignalerna från de enskilda bildavkännarna med korrektionsvärdena kopplade ge- nom motsvarande utgångar, och elektriska rödbilds-, blåbilds- och grönbildssignaler i fallet önskad ljuskälla kopplas från multipli- katorerna motsvarande respektive färger, dvs. röd-, blå- och grön- multiplikatorer ZBNR, ZBHB och 25H G, via ledningar 235R, 255B och 2356 till modulations/demodulationskorrektionskretsen 232.

Färgkorrektionssektionen är innesluten inom den streckade linjen 225." Med en mätanordning enligt denna utföringsform sammansatt till en färgtelevisionskamera är det möjligt, även om belysningen av förgrundsföremålet är otillräcklig, att erhålla en riktig färg- bildsreproduktion, dvs. det är möjligt att korrigera färgdistorsion uppkommande genom otillräcklig belysning av förgrundsföremålet. Även om exempelvis förgrundsföremålettelefotas under belysning av låg spektrofotometrisk temperatur nattetid, dvs. med huvudvåglängden inom infrarödområdet och innehållande mindre synligt ljus, kan färgreproduktionen bli en sådan som kan erhållas genom fotografering på dagtid. Detta tack vare det faktum, attdet.analyserade strål- ningsflödet i ljuskällan, som belyser förgrundsföremålet, kan be- stämmas genom mätning av temperaturen hos ljuskällan under använd- ning av ljus från förgrundsföremålet, så att skillnaden mellan detekterade värden från detekterade värden, som kan erhållas för de enskilda tre våglängderna i det fall då förgrundsföremålet be- lyses med en ljus ljuskälla vid önskat analyserat strålningsflöde kan uppskattas. Med andra ord fårgkorrektionen kan ske genom er- hållande av förhållandet mellan de två och erhållande av produkten av resultatet och motsvarande detekterat värde.

Nedan skall beskrivas tillämpningen av ovannämnda måtförfaran- de på temoporär registrering av analyserade strålningsflödesbilder på ett registreringsmedíum, t.ex. fotografisk film, och efterföl- jande aritmetisk databehandling liknande den ovan beskrivna för utläsning av registrerade data. 455 443 se Fig. lü visar en sjunde utföringsform av uppfinningen tilläm- pad på en bildskärmsanordning för återgivande av temperaturför- delningsbilden och sammansättningsbilden för en provkropp. Inuti den streckade rektangeln 223 befinner sig den spektrofotometriska anordningen i denna utföringsform. De individuellt analyserade strâlningsflödesbilder, som erhålles från denna spektrofotometriska anordning ZHH registreras i en registreringsanordning 250.

Inuti den streckade rektangeln 2U5 befinner sig en omvandlinge- anordning för omvandling av värdena för koordinaterna för de en- skilda analyserade strålningsflödesbilderna till detekterade värden.

Inuti den streckade rektangeln 260 befinner sig en bildanalys- anordning, som innefattar en kalkylator 2U6 för beräkning av de mät- ta värdena på temperaturen och den spektrala emissionsförmågan för de enskilda Lbildkoordinaterna från de detekterade värden, som er- hålles frân omvandlingsanordningen 245, ett minne 260a för lagring av de mätta värden, som erhålles för alla koordinaterna för den registrerade bilden, ett mottagarrör 260b och en gränsyta 260c för omvandling av de individuellt mätta värdena till videosignaler för åskådliggörande på mottagarröret 260b.

Daaspektrofotometriska anordningen ZHH innefattar dikroítiska speglar âüüa, 2UUb och Züüc för successiv analys av strålningsflö- det B från provkroppen (icke visad), reflektorer Züﬂd, Züüe och 2HHf för reflektion av de analyserade strålningsflödena från res- pektive dikroitiska speglar, objektivlinser EÄU1, ZÄH2 och ZHUB för fokusering av strålningsflödena från respektive speglar, samt en objektivlins 2HNu för fokusering av det strålningsflöde, som transmitteras genom den dikroitiska spegeln 2HHc. Dessa analyse- rade strålningsflödesbilder från respektive objektivlinser regist- reras på ett registreringsmedium, t.ex. respektive fotografiska filmer 2501, 2502, 2503 och 250u i registreringsanordningen 250.

Omvandlingsanordningen 2U5 omvandlar de analyserade strål- ningsflödena för de enskilda koordinatpunkterna på de fotografis- ka filmerna till elektriska digitala värden genom avkänning av samtliga koordinater, och har följande konstruktion.

Omvandlingsanordningen innefattar sålunda en roterande trumma 2H5a med en fotografisk film lagd runt dess periferi, en motor 2H5b för rotation av trumman 2ü5a, en avkodare 2H5c som är monterad på motorns 2ü5b axel, en hållare 2ü5g som uppbär en luskälla 2U5d för belysning av den fotografiska filmen på den roterande trumman 2U5a, en lins 2ü5e för fokusering av ljuset från filmen samt en foto- 455 443 59 elektrisk omvandlare 2U5f för omvandling av ljuset från linsen 2H5e till en elektrisk signal, en matarskruv 2U5h för att bibringa hål- laren 2ü5g en translationsrörelse, en motor 2H5i för rotation av matarskruven 2ü5h, en avkodare 245j, som är monterad pâ axeln till motorn 2H5i, ett motorreglage 2H5k för reglering av drivningen av motorerna 2Ä5b och 2U5i, en tidsregleringsanordníng 2ü5l för till- försel av en motordrivningsprogramsignal till motorreglaget 245k, en analog/digitalomvandlare 2ü5m för omvandling av de analoga sig- nalerna för de enskilda koordinaterna till motsvarande detekterade värden under kontroll av en samplingssignal från tidsregleringsan- ordningen 2U5l och ett magnetband 2U5n för lagring av de digitala värdena från analog/digitalomvandlaren 2H5m för de enskilda koor- dinaterna.

I omvandlingsanordningen 2U5 tillföres återkopplingssignaler från avkodarna 245c och 2H5j till tidsregleringsanordningen 2U5l och tillföres även motorreglaget 2N5k, under det att motordrivprog- ramsignalen tillföres genom avkänningen med de optiska avkånnings- anordningarna 2H5d, 2U5e och 2Ä5f, så att alla koordinatpunkter på den fotografiska filmen kan successivt avkännas genom föränd- ringar'i det relativa läget hos den roterande trumman 1U5g, som drives av motorn 2U5b, som regleras medelst motorreglaget 2Ä5k, och det optiska avkänningssystemet på hållaren 2Ä5g, som drives för translationsrörelse medelst motorn 2N5i, som regleras medelst motor- reglaget 2Ä5k. _ Den analoga elektriska signal, som bildas genom avkänningen av den fotografiska filmen på ovanstående sätt omvandlas i analog/di- gitalomvandlaren 2U5m, som mottar samplingssignalen från tidsreg- leringsanordningen 2U5l i synkronism med avkänningen av koordina- terna, till digitala värden som registreras på magnetbandet 2H5n.

De elektriska detekterade värden som avläses från magnetban- det 2H5n tillföres ovannämnda bildanalysanordning 260 för behand- ling, varigenom temperaturfördelningsbilden för provkroppen eller dess sammansättningsbild, erhållen genom sambandet mellan den spektrala emissionsförmågan och temperaturen hos provkroppen och motsvarande egenskaper hos ett känt ämne (genom behandling i kalkylatorn 2U6), visas på mottagarröret 260b.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i förening med en utfö- ringsform därav för mätning av spektralfaktor och temperatur hos en provkropp, varvid strålningsflödet från provkroppen analyseras i M olika färger, temperaturen hos provkroppen beräknas ur kombi- nationer av data för tvâ lämpligt valda färger bland de M analyse- 455 443 60 rade strålningsflödesfärgerna under antagande av att provkroppen är en grå kropp, och gråfaktorn korrigeras till en färginnefattande spektralfaktor, så att en gemensam lämplig temperatur kan erhållas för vilken som helst av tvåfärgskombinationerna.

Den analyserade strålníngsflödesfördelningen och spektralfaktorn, som bestämmer karaktären av strålningsflödet från provkroppen, kom- mer att diskuteras under hänvisning till fig. 15-17. Fig. 15 år ett diagram med ordinatan 302 utvisande den relativa spektrala strål- ningsflödesexcitansen FIA och abskissan 301 utvisande våglängden.Å .

Med en grå kropp erhålles en karakteristisk kurva, som enbart be- stämmes av temperaturen oberoende av gråheten inklusive svart.

Exempelvis erhålles en kurva 303 vid 3500 K och en kurva 30H vid 5ooo K. om sålunda förnänanaet MAQ/Mzl, avs. ordinatan Mag 308 motsvarande våglängden Ä 2 307 dividerat med ordinatan M)\1 306 mot- svarande våglängden .Å 1 305 är känt, kan kurvan ifråga indentifi- eras så att temperaturen kan erhållas.

Tvåfärgs spektrofotometriska pyrometern år baserad på denna princip för mätning av temperaturen. I fig. 16, där ordinatan 309 anger spektralfaktorn EA , erhålles spektralfaktorn för en svart kropp såsom provkropp i form av en rät linje 310, som är parallell med abskissan 301. Ordinatan är i detta fall alltid ett. I detta fall erfordras ingen mätning av spektralfaktorn, och endast tempera- turen behöver mätas med en enfärgs spektrofotometrisk termometer.

Då provkroppen är en grå kropp vars nyans icke är klar, mätes tem- peraturen och spektralfaktorn med en tvåfärgs spektrofotometrisk termometer. Spektralfaktorn visas i detta fall som en streckad linje 312 parallell med abskissan 301, dvs. den kan mätas enbart- gemmïmätning av avståndet mellan linjen 312 och abskissan 301.

I praktiken är emellertid spektralfaktorn en komplicerad funktion av våglängden, såsom anges av kurvan 313, och ett behov av en an- ordning enligt uppfinningen föreligger i detta fall.

Fig. 17 visar förfarandet för att approximera spektralfaktorn för en provkropp med anordningen enligt föreliggande uppfinning.

I fig. 17 motsvarar ordinatan 211, abskissan 301 och kurvan 313 de i fig. 16. I figuren representerar koordinatvärdena. Ål 305, 7\ 2 307, Ä 3 3114 och A M 315 för Å de effektiva våglängderna för respektive M (M 2 3) färger. De streckprickade linjesegmenten 316, 317, 318 och 319 är parallella med abskissan 301 men på okänt avstånd därifrån. Detstreckprickade linjesegmentet 316 represen- terar en approximation av kurvan 313 över sträckan Ešqfšš, det streckprickade linjesegmentet 317 representerar en approximation ' 455 443 61 av kurvan 313 över sträckan jfëïïííš' och det streckprickade linje- segmentet 318 representerar på liknande sätt en approximation. Det streckprickade linjesegmentet 319 representerar en approximation av kurvan 513 över sträckan Éf;Üíš_.

De mätprinciper, som ligger till grund för anordningen enligt uppfinningen, är att kombinera en del av de erhållna uppgifterna såsom ett resultat av analys i M färger, t.ex. de effektiva våg- längderna 2,1 och Å 2, betrakta spektralfaktorn för provkroppen som representerad av det streckprickade linjesegmentet 316 och att be- stämma temperaturen och spektralfaktorn, som representeras av av- ståndet mellan de streckprickade linjesegmenten 316 och abskissan på basis av mätprinciperna för en tvåfårgs spektrofotografisk termo- meter, som beskrives tidigare i förening med fig. 15 och 16. Kombi- nationen av de effektiva våglängderna ) 2 och Ä 3 möjliggör på lik- nande sätt bestämning av avståndet mellan det streckprickade linje- segmentet 317 och abskissan 301.

Genom kombination av de streckprickade linjesegmenten som vi- sas ovan approximeras kurvan 313. Eftersom emellertid lutningen för kurvan 313 och lutningen för de streckprickade linjesegmenten (= 0) inte sammanfaller, varierar de måtta temperaturvärdena med det sätt på vilket man kombinerar effektiva våglängder i praktiken, och en korrektion för lutningen är önskvärd för mera noggranna mätningar.

Sålunda skall ett förfarande, vid vilket den approximerade kurvan av de ovannämnda streckprickade linjesegmenten korrigeras så att den icke längre är parallell med abskissan utan har en lutning mot- svarande den hos kurvan Blö, och sålunda möjliggör att man kan er- hålla samma mätta temperatur för varje kombination av våglängder, nu beskrivas.

Den spektrala strålningsflödesexcitansen för en svart kropp beräknas under användning av Plancks strålningslag. Spektralfak- torn för provkroppen vid en effektiv våglängd Ä j bestämmas av de fysikaliska konstanterna, ytans tillstånd, form, läge, etc av provkroppen, och uttryckes såsom ¿_j. Transmittansen för filtret och konstanter, som är säregna för mätinstrumenten, såsom för för- stärkare och dylikt har bestämts tidigare och de uttryckes kollek- tivt såsom g.. Betecknar man mätta data med Xj kan man erhålla en ekvation (301) (samma som ekvationen (220)). 455 443 _ _ r Xi "ål så Cl C: upgﬂq-i '16 (i w - m2), c = o,o1112879 (i m - grader), där Cl = 3,7l415O x 10 2 Å j är den effektiva våglängden för filtren (i m), T är temperaturen (i K), gj är den spektrala vinsten (i Vmš/W), karakteristisk för mätinstrumentet, få är spektralfaktorn, XJ. är det mätta värdet (i V) och j = i, 2, ..., M.

För erhållande av temperaturen från kombinationen av de i:te och jzte effektiva våglängderna användes ekvationen (302). -s I; a c: J 1 _ ørv . .. _ x: ..... (302) c-n-n *_ - . ' '-5 X! âi U rt x "- C C: exp ( C1 i vilken i = 1, 2, ..., M, j = 1, 2, ..., M, i #5, och tia. är den temperatur, som erhålles ur kombinationen av den i:te och jzte ef- fektiva våglängden.

Ekvationen (302) innehåller de obekanta storheterna f i, SJ. och tíj, så att den icke kan lösas direkt. Följaktligen anses förhål- landet (iii mellan fi och_ fj, nämligen MJ- ; .Ål . . . . . .. (303) 21 att vara (X ij = 1. Detta leder till att ekvationen (302) inne- håller endast en obekant ti. trots det faktum att de absoluta vär- dena på e i och få icke kan erhållas med en tvåfärgs spektrofoto- metrisk termometer. Sedan emellertid temperaturen en gång erhål- lits kan felet Aoﬂij i det antagna värdet på 'o(ij och felet 4 tij i det erhållna värdet tíj relateras till varandra genom en approxi- mativ relation (BOH).

Mu ___- =u11 tg; “H 455 443 där C: _______l________ _. ______i_______ { Till följd av de fel som ingår i ekvationen (BOU), varierar det beräknade värdet tij med olika kombinationer av de izte och jzte effektiva våglängderna.

Såsom mätta värden på temperaturen användes medelvärdet av des- sa olika mätta värden. Medelvärdet insättes i ekvationen (301) för erhållande av det mätta värdet på spektralfaktorn för varje effek- tiv våglängd.

Ehuru det så erhållna medelvärdet på temperaturen är baserat på antagandet att Mij = 1 i ekvationen (303), eftersom en rå upp- skattning av spektralfaktorns fördelningstillstånd erhålles, är det möjligt att lösa ekvationen (302) genom antagande av ett nytt.värde på oQiJ. för korrektion av det antagna värdet Qij = 1. Alltefter- som beräkningen upprepas konvergerar djj och tij mot varandra, så att ett noggrant mätt värde på spektralfaktorn kan erhållas.

Det bör observeras, att för M = 3 kan högst två olika konvergerande värden erhållas, under det att för M = U högst tre olika konverge- rande värden kan erhållas. Man måste därför besluta sig för att anta ett av dessa olika värden. Exempelvis är synbart ytterst höga temperaturer eller spektralfaktorer uteslutna. Likaså är det nödvändigt att fastställa konvergensens tillstånd från spridningen i tij.

Nedan skall nu ett exempel för M = 5 diskuteras under hänvis- ning till flytschemat i fig. 18.

Först genomföres beräkningar för tvåfärgsanalys med avseende på tre kombinationer (Å 1, Å2), (A2, ÄB) och (A 3, Ål) av två av tre effektiva våglängder A]¿ X2 och ;3 i trefärgsanalysen.

Därpå kopplas uppgifterna X1, X2 och X3 för respektive effektiva våglängder, och i ett steg 320 antages spektralfaktorn vara given genom de streckprickade linjesegmenten 316, 317 och 519 i fig. 17.

Ur ekvationen (305) (305) I ett efterföljande steg 321 löses ekvationen (302) för erhållande av tlå, t23 och t31. I följande steg 322 erhålles medeltemperaturen och spridningen. Om det aritmetiska mediet exempelvis användes för 455 445 61% beräkning av medeltemperaturen blir medeltemperaturen ~ . . . . . .. (306) 1=1š ( 11z+1:s+1u) och spridningen är 2 1 l I in 2 h: 8 S =š((*i-1~l)+('__"~l)+(“j~l>} (307) t t t I följande steg 323 erhålles fi, 62 och 53 genom 'substitution av t i ekvationen (301).

I det följande steget 3214 kontrolleras huruvida spridningen S2 är tillräckligt liten. Om den är tillräckligt liten produceras en utgång 325. Om spridningen S2 icke är tillräckligt liten går förfarandet till ett steg 326, i vilket 0! iJ. antages på nytt på basis av f 1, fa och f 3. Om det resultat som erhålles genom sub- stitution av El, 52 och G3 i ekvationen (303) användes direkt vid detta antagande, erhålles icke någon ytterligare konvergens.

Följaktligen användes såsom ii.

J __ _ l 11 I; “1=~°H"2(I1+I,) .....'aos* liksom även från ekvationen (303) 1 4 _. a!! :ü = C .z ....- (309) G gg n (__z+__z) PI ll.

I steget 326 bestämmas' riktningen av konvergensen genom obser- vation av värdena t, f 2, ﬁš och S2, och befinnes konvergensen vara felaktig antages an. på lämpligt sätt utan begränsningar av ekvationerna (308) och (309).

Med det förbättrade värde på dij som erhålles på detta sätt återvänder förfarandet till steget 321 för upprepning av beräkning- arna. På detta sätt upprepas beräkningarna tills noggranna värden på temperaturen och spektralfaktorn erhålles såsom utgång 325.

Såsom ett alternativ till erhållandet av Qij ur ekvationerna (308) och (309) finnes följande metod.

Genom att man genomför beräkningarna för erhållande av ei och å . genom substitution av tij, som erhålles i steget 321, i ekva- tionen (301), erhålles två olika värden för varje ål, E? och f 5.

Medeltalet av dessa bägge värden beräknas och Mij erhålles under 455 443 65 användning av ekvationen (303) och multipliceras med en konstant, exempelvis för att satisfiera, 612 - 223 . E51 = 1 för erhållande av ett nytt antaget värde på qij.

Mätanordningen för genomförande av ovannämnda mätförfarande kan ha praktiskt taget samma konstruktion som den fjärde utföringsformen, som visas i fig. 11. I den fjärde utföringsformen i fig. 11 är emel- lertid m = 2, och beräkningsanordningen innefattar ett minne, som lagrar värden beträffande våglängder, spektral vinst och de optiska konstanterna Cl och G2, samt en räkneanordning som beräknar tempera- turen ur de mätta temperaturvärdena från på lämpligt sätt kombinera- de två effektiva våglängder och data lagrade i minnet, varvid denna beräkning upprepas för olika kombinationer av två effektiva vågläng- der, och bestämmer den spektrala emitteringsförmågan ur de inbördes relationerna av resultaten av beräkningarna för de olika kombinatio- nerna. ' Då Wiens strålningslag kan tillämpas på beräkningen av värme- strålningen från provkroppen, blir beräkningarna i stegen 320 och 321 i fig. 18 desamma som de som genomföres i förening med en känd tvåfärgs spektrošàtometrisk termometer. Det är allmänt känt att beräkningar med elektriska signaler kan genomföras antingen med digitala medel eller analoga medel så länge som beräkningsformlerna är kända. De digitala medlen är att föredraga eftersom de är enk- la även när det gäller komplicerade beräkningar, under det att långsamheten i dessa beräkningar är en nackdel. De analoga medlen uppvisar en snabb respons och förmåga till kontinuerliga beräkning- ar, under det att de anordningar som ingår däri är komplicerade.

Endera av dessa medel väljes automatiskt för mätanordningens ändamål, och räkneanordningen kan konstrueras genom sammansättning av existerande elektroniska kretsar för uppfyllande av de ingående beräkningarna.

Fig. 19 visar ett blockschema för en anordning under använd- ning av analoga behandlingsmedel, som kan ersätta de digitala behandlingsmedlen i fig. 18 för det fall att värmestrålningen från provkroppen kan approximeras genom Wiens strålningslag. Anordning- en i fig. 19 skall nu beskrivas jämfört med anordningen i fig. 18.

I kretsen i fig. 19 erhålles temperaturen för två tvåfärgs- kombinationer (Ä 1, Äz) och (Å 2, ÄB) för två bland tre mätta vär- den X1 332c, X2 332d och X3 332e för respektive effektiva vågläng- der Al, ÄB och ÄB, och beräkningen för kombinationen (ÄB, Ål) uteslutas för förenkling av kretsen. 455 443 66 _ Då. Wiens strålningslag användes i stället för Plancks strålnings- lag användes ekvationen (310) i stället för ekvationen (301).

X_ = _ _ _ _-s -C: J QJÉJCJÅJ 'XP (T-ﬁ (310) JT i vilken G1, Ca, Aj, T, gj,f3 och Xj är samma som i ekvationen (501)- Overföringselement 321a och 321b motsvarar steget 321 i fig. 18, och den överföringsfunktion som motsvarar ekvationen (302) an- ges genom ekvationen _ - C I x f CM; EUMM-__" lJgâjj l-ÜU (311) _ -C: ' 1 “ ___-J X1 Qﬂxf-'xs Hnﬂlltlj. eller 1 1 <5- 17)* 113 = 9/ L' - -L +¿ G ~ _ n(Xi) nan n ï%êj) . . få . . . 1 vilken Cåij =-f med 1 = 1 och J = 2 för överföringselementet 1 321a och i = 2 och j = 3 för överföringselementet 321b. Överföringselementet 321a bildar t12 335a och överföríngsele- mentet 321b bildar t23 335b.

Ett överföringselement 322a motsvarar steget 322 och bildar medeltemperaturen É 325a. Överföringsfunktionen för överförings- elementet 322a motsvarande ekvationen (306) kan skrivas som 1 :à (H14. t" ) . . . . . .. (312) Överföringselement 323a, 323b och 323c motsvarar steget 323 och de bildar respektive spektralfaktorvärden 51 325b, 6.2 325c och í.3 325d. Den överföringsfunktion som motsvarar ekvationen (301) anges genom ekvationen (310), som kan transformeras till formen x,l.l Cl > EJ = ..._-_1__C_J_ exp~(.ïí) . . . . . .. (1310-3) av _ J Ett överföringselement 326a motsvarar steget 326, och det be- räknar gﬁíj enligt ekvationen (308). Till överföringselementet 455 443 67 326a är begynnelsevärdet 337 i form av väljes det beräknade värdet ﬂšij eller begynnelsevärdet e{337 beroende på en styrsignal 338 från ett beslutsstyrande element 32üa.

Elementet 326a bildar spektralfaktorn '-\{12'= #25 336.

Det beslutsstyrande elementet 32Ha kontrollerar om tig 335a och t23 335b uppgår till nära samma värde. Om dessa bägge är nära varandra bildar elementet en styrsignal 338 för brytning av kretsen mellan begynnelsevärdeingången ß{337 och spektralfaktorutgången 336. Vid tiden för starten bildar det även en styrsígnal 338 för inkoppling av kretsen mellan begynnelsevärdets ingång 337 och spekt- ralemitteringsförmågans utgång 336.

Såsom har nämnts tidigare har konvergensen flera värden. Det- ta innebär att konvergensen antar olika värden beroende på sättet att ge begynnelsevärdet ={337. Sålunda är det möjligt att fram- ställa slim värden N337, så att ae kan väljas på lämpligt sätt vid starten av operationen 339.

Ekvationen (311) tillämpas helt allmänt av räkneanordningen för tvåfärgs spektrofotometriska termometern.

Nedan skall nu beskrivas det fall, vid vilket provkroppen belyses med illuminerande ljus, så att mätningen av temperaturen och spektralfaktorn genom ovannämnda metod blir svår. Ehuru i sådant fall mätningen kan erhållas genom ett mätförfarande med mul- tipla ljuskällor, som gör att den ljuskälla, som utsänderdet illu- minerande ljuset även är föremål för mätningen, kan det relativa spektrala strålningsflödets intensitet för det illuminerande lju- set mätas separat eller antas vara en enda ljuskälla vid ett mät- förfarande enligt uppfinningen för mätning i förhållande till en belyst provkropp, Detta förfarande enligt uppfinningen möjliggör förutom mätning av temperaturen och spektral emissionsförmåga sam- tidig mätning av den spektrala reflektansen och under antagande att den spektrala emissionsförmågan och den spektrala reflektansen kan anta oberoende värden. Vid föreliggande förfarande avses med uttrycket "spektral emissionsförmåga" den totala spektrala egenska- pen hos all materia, som utgör ljusvägen från provkroppen till mät- instrumentet för det fall att provkroppen är en värmestrålare. Med uttrycket "spektral reflektans" menas den totala egenskapen hos all materia som utgör ljusvägen från belysningskällan till mät- instrumentet. Sålunda kan det reflekterade ljuset innehålla spritt ljus, som kan tillskrivas spridning genom vattendroppar i ljusets väg, dvs. ljus som icke når instrumentet efter reflektion av prov- kP°PPen. 455 443 68 * De principer, på vilka mätningen baserar sig i detta fall, kom- mer nu att beskrivas under hänvisning till fig. 20, som visar den relativa spektrala strålningsflödesintensiteten för det illumine- rande ljuset och den relativa spektrala flödesexcitansen för en svart kropp. I diagrammet i fig. 20 anger ordinatan H02 den rela- tiva spektrala strålningsflödesexcitansen M_Ä och den relativa spekt- rala strålningsflödesintensiteten EÄ , och abskissan H01 anger den effektiva våglängden Å . Här representeras den relativa spektrala strålningsflödesexcitansen för en svart kropp av kurvan ÄO3, som erhålles genom beräkning under användning av Plancks strålníngslag.

Den relativa spektrala strålningsflödesintensiteten för det illu- minerande ljuset representeras av kurvan H04, som icke lyder Plancks strålningslag. Exempel på detta illuminerande ljus är solljus och ljus från en fluorescerande lampa. Värdena Ål, Jag och ),3 1405 på abskissan H01 representerar de effektiva vågländerna för de enskil- da filter, som användes för den spektrofotometriska mätningen. Vid detta slag av spektrofotometrisk mätning erhålles kurvorna H03 och UOH icke genom kontinuerlig mätning med avseende på våglängden utan o w genom avsättning av ordinatavärdena motsvamuﬂe enskilda vågländer, såsom de vid punkterna H07 och H08 på linjer H06 parallella med . v .' -nfvu- ordinataaxeln H02.

De fördelade värdena i kurvan kan mätas genom mätanordningen enligt uppfinningen eller de kan mätas separat. Då mätningen sker under illuminerande ljus verkar även spektrofotometern såsom ett medel som möjliggör att endast det illuminerade ljuset faller in i mätinstrumentet så att det-kan mätas. DånäUﬁnga1 sker med avseendepå ettspektrum, härrörande från solbestrålning, mätes solspektrum vid jordytan. För det fall att det illuminerande ljuset är en värme- strålning mätes icke ljus utan den relativa strålningsflödesinten- siteten för det illuminerande ljuset erhålles genom beräkningar ur mätningar av temperaturen för strålningsflödet med ett termoelement eller dylikt. Det är lämpligt, att den relativa spektrala strål- ningsflödesintensiteten för det illuminerande ljuset mätes vid en punkt så nära det ställe, där provkroppen står, som möjligt. Om vidare ett relativt värde på den spektrala reflektansen för provkroppen är tidigare känt är det lämpligt, att detta relativa värde innefat- tas i den relativa spektrala strålningsflödesintensiteten för det illuminerande ljuset.

Ur ovanstående resonemang definieras den relativa spektrala strålningsflödesintensiteten för det illuminerande ljuset för den 455 443 69 effektiva våglängden Åjg dvs. kurvan HON i fig. 20, såsom C1vÄ1_56 där Cl är samma konstant som Cl i kvationen (Ä01) som beskrives ne- ii dan. Vikten Qi för den relativa spektrala strålningsflödesintensi- teten för det illuminerande ljuset har en spridande karaktär, och kurvan ÄOÄ har sålunda maxima och minima. Gi bestämmes även på sådant sätt, att den spektrala reflektansen P för provkroppen änd- ras såjämnt som möjligt. Den sanna spektrala emissionsförmågan, betecknad E , är given såsom E = vh. Om den spektrala emissionsför- mågan för provkroppen icke är känd sättes h = 1. Om den är känd insättes detta värde såsom h. Den spektrala emissionsförmågan för provkroppen ändrar sig jämnt med våglängden i vissa fall, under det att den i vissa fall förändrar sig oregelbundet, såsom är fallet med vattenånga. I det senare fallet sker mätningen lättare genom lämpligt val av den effektiva våglängden för filtret eller M-färgs spektrofotometriska metoden baserad på m-färgs spektrofotometriska metoden under belysning. Även i ett sådant fall användes värdet på h för att minimera inverkningar av maxima och minima, som fortfa- rande kvarstår. Karaktären för h är nära färgnyansen. Karaktären av v är nära en blandning av ljushet och färg. I verkligheten är v en funktion, som ändrar sig jämnt med den effektiva våglängden och den behandlas såsom en okänd funktion i analysanordningen enligt uppfinningen.

Med uppfinningen åstadkommes anordningar för erhållande av tem- peratur, sann spektral emissionsförmåga och sann spektral reflek- tans för en provkropp, och med dessa anordningar bestämmas den sanna spektrala reflektansen absolut tillsammans med data för bestämning av Gi sedan man en gång erhållit ovannämnda spektrala reflektans f”.

Om ovannämnda v erhålles, kan den sanna spektrala emissionsför- mågan Ö erhållas absolut genom användning av det tidigare kända h.

Huvudändamålet med analysanordníngen i mätanordningen enligt uppfin- ningen är sålunda att erhålla temperaturen T liksom även v och P , som betecknar den spektrala emissionsförmågan respektive den spekt- rala reflektansen.

Ljus som infaller på mätinstrumentet enligt uppfinningen kan vara sammansatt ljus, som resulterar från kombination av värme- strålning från en provkropp och reflektion från en illuminerande ljuskälla. Värmestrålníngen från en provkropp är den strålning, som är resultatet av distorsionen av svartkroppsstrålning på kurvan H03 till följd av sann spektral emissionsförmåga f. Reflektionen av det illuminerande ljusetiär den distorsion, som den spektrala för- 455 443 70 delningen i det illumínerande ljuset i kurvan H03 undergår till följd av den spektrala reflektansen f . Fig. 21 visar ett diagram, där ordinatan H09 anger spektral emissionsförmåga v och spektral reflektans f och abskissan H01 anger den effektiva våglängden Å .

En rät linje H11, som passerar genom en punkt H10 och är parallell med abskissaaxeln H01 representerar närvaro av antingen enbart strålning eller enbart reflektion. Räta linjer H12, som är paral- lella med abskissaaxeln H01, representerar närvaro av både strålning och reflektion i samma proportioner för varje våglängd (detta till- stånd betecknas såson1grått av lämplighetsskäl, även om i verklig- heten definitionerna av ovannämnda h och Qi måste tas hänsyn till).

De streckprickade linjerna H13 representerar det tillstånd, vid vilket andelarna av strålning och reflektion varierar med vågläng- den. Eftersom det fall, där Kirchhoffs lag mellan strålning och reflektion (strålning + reflektion =_1) icke gäller, finnes det icke någon bestämd relation mellan v och f).

Nedan skall nu m-färgs spektrofotometriska förfarandet beskri- vas.

Vid detta förfarande relateras temperaturen T för provkroppen och mätta data Xi med avseende på den effektiva våglängden Åi till varandra i form av ekvationen (H01). Den effektiva våglängden Å i är icke huvudvåglängden för filtret men är ett mätvärde som inne- fattar de spektrala egenskaperna hos linser och fotoelektriska om- vandlare. v _. -s ____L_._ _ ^í"'$i{'ihiC1li _ 2 +piC1l1s5;).....(40l) °1P(Tïi:>“1) 1 i vilken cl = 1714150 x 1046 (W-mz), G2 = 0,011I3879 (rn-grader), Ä i är den effektiva våglängden för filtret (känt värde) (i m), T är temperaturen för provkroppen (obekant) (i K), gi är den spektra- la vinsten som är karakteristisk för instrumentet (känt värde) (Vmš/W), vi är den spektrala emissionsförmågan (obekant), hi är vik- ten för den spektrala emissionsförmågan (känt värde), f'i är den spektrala reflektansen (obekant), Qi är vikten för dairelativa spektrala strålningsflödesintensiteten för det illumínerande ljuset (känt värde), X_ är mätt data (ingângsdata) (i V) och i = 1, 2, 3, 11,5. 1, Ekvationen (H01) kan skrivas såsom 71 Yi . . . - . ..

X1 där' Y = (403) * cmzï* och h* ____ . . . . . .. (404) u! -_-.__ c °Xz=(¿_,:_)-1 l Yi i ekvationen (H03) beståmmes då Xi är ingångsvärde. Anting- en fem-färgs, fyr-färgs eller tre-ﬁügsspektrofotometrisk analys användes beroende på föremålet för mätningen. Dessa spektrofoto- metriska analyser kommer nu att beskrivas i tur och ordning.

(A) För det fall att strålningen och reflektionen båda har egenskaperna hos en färgad kropp, användes fem-färgs spektrofoto- metrisk analys under illuminering. I detta fall anses både den spektrala emissionsförmågan vi och den spektrala reflektansen J°i kunna uttryckas såsom funktioner av första graden av den effektiva våglängden Åig nämligen - - - . - .- p. = Rø + 3i¿i . . . . . ..l406) och om man gör så innehåller ekvationerna (H02), (H05) och (H06) för i = 1, 2, ..., 5 fem obekanta, nämligen T, V0, V1, RO och R1.

Genom att man algebraiskt eliminerar V0, V1, RO och R1 ur ekvatio- nerna (H02), (H05) och (H06) erhålles en ekvation (H07) med en enda obekant nämligen temperaturen T. där I 455 443 72 Ur ekvationen (404) erhålles ui och uj i ekvationen (407) såsom funktioner av enbart temperaturen T som obekant. aij är samma som i tabellen nedan och bestämmes då Yi, dvs. ingångsvärdet Xi, är givet.

Tabell . =l¿__4ß_ß;í 11.412 u 45 454 44 454 45 nu: __4g_f2_ 451442455 _ 451452§f4 _ 451442 Ys l ___. 421 42 421445454 421445 44 421454 45 i” z 441455 ï2_+ 452441 _ 441442455 )lf5_+ 452441 Y_5 421454 42 421445 421445454 45 421454 55 I _ 445451_'{'_2_~+ 442451 í5__ 452451 Y4 15 421454 42 421454 65 421454 04 I 5_ 452 Y1 +(451452 451442455 +45s Y4 451442 445 Yf, 2 r*- "- ~---- - - ----- _ 4 21445 421445454 454 '44 421454 454 45 8 __ 442455 É§__+ 451442442455 442455 45144: Y5 45144145 24 421454 51 421452445454 452454 421445 445 4214544š A25 z 445452 i 445452___ 451442452 E + 451452 i 421454 91 452454 421452454 9.5 421454 ”4 ' .M .442455 _45; E+ 44¿1__451442455 +445455 (42 ,445 Y5 \ J ü '_' 421454 421 41 421 421452454 452454 ”2 454 05 H I” _ __ 442455 'i + (451442455 __445455 )É _ ëí f! 421454 41 421452454 452454 442 454 94 _ __ 452 71 451 Y: + Y5 45 '_ "**- " *_ '- 421 41 421 42 65 (B) Då den relativa spektrala emissionsförmågan är känd för strålningen och endast andelen reflektion är okänd eller reflek- tionen har karaktären av en färgad kropp, användes fyrfärgs spektro- fotometpisk analys under illuminering. ' 455 443 73 Denna analys lämpar sig för mätning i det fall att temperatu- ren hos provkroppen är låg, andelen värmestrålning är låg jämfört med reflektionen och huvudvikt lägges på reflektionen.

Den spektrala emissionsförmågan vi anses vara en okänd konstant och den spektrala reflektansen Jøi anses kunna uttryckas såsom en förstagrads ekvation av den effektiva våglängden ' .Vi = V, . . . . . .. (409) S5. ___ Ra i RÜQ . . . . . _. (4o6') I detta fall innehåller ekvationerna (H02), (Ä09) och (N06') för i = 1, 2, 3 och U fyra obekanta nämligen T, V0, Ro och R1.

Algebraisk eliminering av V0, RO och R1 i ekvationerna (N02), (ÄOQ) och (HO6') ger en ekvation (N10) med en enda obekant, nämligen temperaturen T. ~ "* 'lå-l* “z 'Iz-H *Ir-Iz “s --~+ -_--+x--- ---+---K-- + :ríllx-ši: 0 (410) Å.- 3 Å där *1 _ iß___"*1 Ez. ___*2"*1 fa K = a' lflz az 25-47 05-- (411 f_¿__ 'H42 fi 11:42 74 Ur ekvationen (HON) erhålles ul, u2, uš och uu i ekvationen (N10) såsom funktioner av enbart temperaturen T som obekant. K bestäm- mes då Yi, dvs. ingångsvärdet Xi, är givet.

(C) Om den relativa spektrala emissionsförmågan för strål- ningen och den relativa spektrala reflektansen för reflektionen bägge är kända och endast andelarna strålning och reflektion är okända användes trefärgs spektrofotometrisk analys under illumi- neríng. Den spektrala emissionsförmågan vi och den spektrala 455 443 YÄ reflektansen .Pi antages båda vara okända konstanter I detta fall innehåller ekvationerna (H02), (U09') och (N12) för i = 1, 2 och 3 tre obekanta, nämligen T, V0 och RO. Algebraisk eliminering av V0 och RO i ekvationerna (ÄO2), (H09') och (Ä12) ger en ekvation med en enda obekant, nämligen temperaturen T. ... (413) Av ekvation (HON) framgår att ul, ua och u3 i ekvationen (H13) är funktioner av en enda obekant, nämligen temperaturen T.

Temperaturen T hos provkroppen erhålles under användning av endera av ekvationerna (H07), (H10) och (H13). Detta T substitu- erad i ekvationen (Å02) och tvådimensionella simultana ekvationer avseende vi och _fi löses för erhållande av den spektrala emissions- förmågan och spektrala reflektansen. Vid denna tidpunkt användes endera av ekvationerna (H05) och (H06), ekvationerna (H09) och (UO6') eller ekvationerna (H09') och (H12). Likaså uppställes tvådimensionella simultana ekvationer avseende vi och .fi genom att man på lämpligt sätt väljer m - 1 ekvationer för en uppsätt- ning av m ekvationer erhållna genom ekvationen (H02) i m-färgs spektrofotometrisk analys. Vilken som helst kombination av m - 1 ekvationer som símultana ekvationer ger samma svar.

Nedan skall nu M-färgs (M Z U) spektrofotometriska förfaran- det under illuminering diskuteras.

Vid femfärgs spektrofotometrisk analys kan ekvationen (H07) användas såsom nämnts ovan. Likaså kan mätningar erhållas under användning av ekvationen (H10) med avseende på fyra färger, som utvalts på lämpligt sätt bland fem färger. Ytterligare mätning- ar kan erhållas under användning av ekvationen (H13) med avseende på tre färger, som valts på lämpligt sätt bland fem färger. De mätta värdena erhållna ur dessa olika kombinationer jämföras, och den mest sannolika temperaturen, spektrala emissionsförmågan, el- ler spektrala reflektansen beståmmes. Bestämningen kan ske exem- 455 443 75 pelvis såsom ett medelvärde eller ett värde med högsta förekommande frekvens kan väljas inom fördelningen av mätta värden. Mätta vär- den med låg förekommande frekvens anses vara baserade på ett dåligt antagande beträffande den spektrala emissionsförmågan eller den spektrala reflektansen.

Fig. 22 illustrar ett fall med m = 3 och M = 5, dvs. femfärgs spektrofotometriska metoden under användning av trefärgs spektro- fotometriska metoden under illuminering.

I fig. 22 anger ordinatan H09 den spektrala emissionsförmågan v och den spektrala reflektansen /9, och abskissan H09 anger den effektiva våglängden Å. Den streckprickade linjen H15 represen- terar fördelningen av exempelvis den spektrala emissionsförmågan v liksom den streckprickade linjen H13 i fig. 21. Värden Ål, ÄPÄ 5, Än och ).5 på abskissaaxeln Ä01 representerar de effektiva våg- längderna ). för respektive fem färgfilter. Den brutna linjen ülﬂ som är parallell med abskissaaxeln H01 representerar fördelningen av den spektrala emissionsförmågan för en kombination av effektiva våglängder År) 2 och Å 3, den brutna linjen 1815 representerar fördelningen av den spektrala emissionsförmågan för en kombination av de effektiva våglängderna Åa, A3 och Åh och den brutna lin- jen H16 representerar fördelningen av den spektrala emissionsför- mågan av en kombination av de effektiva våglängderna Å 5,Å H och Å 5. Liknande approximationer göres för den spektrala reflektan- sen. Ekvationen (H13) användes för varje fall. De brutna linjer- na ülä, 415 och B16 som erhålles på detta sätt utgör såsom en helhet en trappstegsliknande kurva med en lutning, som närmar sig den för den streckprickade linjen H13. Denna trappstegsliknande kurva användes för att korrigera vikten hi för den spektrala emis- sionsförmågan given av ekvationen (H01), och beräkningarna i tre- färgs spektrofotometriska metoden under illuminering upprepas.

Genom upprepandet av dessa beräkningar erhålles de exakta värdena på temperaturen T, den spektrala emissionsförmågan v och den spekt- rala reflektansen J”.

Särdragen för M-färgs spektrofoumetriska metoden under använd- ning av m-färgs spektrofotometriska metoden under illuminering består i att de effektiva våglängderna för filtren väljes så, att de är delvis fördelade för att passa mätningen och att även i det fall, då den spektrala emissionsförmågan eller den spektrala ref- lektansen icke ändrar sig jämnt med den effektiva våglängden är det möjligt att erhålla trappstegsliknande mätningar. 455 443 76 Närmast skall nu utföringsformer av mätanordningar baserade på ovan beskrivna metod och tillämpade på aktuella mätningar beskriv- vas.

Fig. 23 visar en åttonde utföringsform, som har en grundläg- gande konstruktion, och i vilken en fluorescerande lampa H17 an- vändes såsom illuminerande ljuskälla. H18 betecknar en provkropp som utstrålar värmestrålning. Den kan ha vilken som helst form eller ytråhet. Ljus från den illuminerande ljuskällan H17 omvand- las genom ljustransmitterande materia H19 till ett ljusknippe H20 med en spektralfördelning, som skiljer sig från den analyserade strâlningsflödesexcitansen för själva den illumínerande ljuskällan.

Ljusflödet H21 som infaller på mätinstrumentet är sammansatt av strålningen från provkroppen H18 och reflektion av ljus H20 från den illuminerande ljuskällan, varvid detta sammansatta ljus transmitteras genom ett ljustransmitterande material H50 i närheten av provkroppen. Det ljustransmitterande materialet H50 är röklik- nande till sin form, och omger ytan av provkroppen H18 eller något material som täcker dennas yta. En monokromator H22 analyserar spektralt ljusflöde H21, som infaller i mätinstrumentet under bildning av ett enda spektrum H23 för varje effektiv våglängd, vilket spektrum infaller på en fotoelektrisk omvandlare H2H och av denna omvandlas till en elektrisk signal H25, som ledes till en räknare H26. I räknaren H26 är lagrade konstanterna Cl och C2, den effektiva våglängden Å 1, den spektrala vinsten gi, som är utmärkande för mätinstrumentet, och vikten hi för den spektrala emissionsförmågan i ekvationen (H01). Räknaren H26 innefattar även en minnesanordning H28 för lagring av en ingångssignal repre- senterande vikten Gi för den relativa spektrala strålningsflödes- intensiteten för den illuminerande ljuskällan H17, vilken ingångs- signal erhålles i ett separat mätinstrument H27 och som från den elektriska signalen H25 bildar det mätta värdet H29 på tempera- turen för provkroppen H18 och de mätta värdena H30 för den sanna spektrala emissionsförmågan och den sanna spektrala reflektansen därav genom ovannämnda analys. Vid denna utföríngsform omkopplas filtren H22a i monokromatorn H22 successivt medelst en omkopplings- anordning H22b, och en lins H22c bryter samman ljuset H21 som in- faller i instrumentet så att det effektivt når den fotoelektríska omvandlaren H2H.

Ehuru i denna utföringsform det separata mätinstrumentet H27 och räknaren H26 är förbundna med varandra är det även möjligt att 455 443 77 koppla vikten Gi av den relativa spektrala strålningsflödesinten- siteten till räknaren H26 genom en manuell operation.

Fig. 2U visar en nionde utföringsform av uppfinningen, som mäter temperaturen hos en zon för utfällning av en enkristall i en degel för framställning av en enkristall. Vid denna utförings- form uttages temperaturen hos en grafitdegel H31, som utgör en illuminerande ljuskälla, i form av elektrisk energi Ä33 sdm alst- ras av ett termoelement 432, och ur den så erhållna temperaturen beräknar en räknare ü3H vikten Qi för den relativa spektrala strål- ningsflödesintensiteten i ekvationen (N01) och överför denna till räknaren H26.

Allteftersom en enkristall USH, som är fäst vid en roterande axel H53, långsamt höjes utfälles smält material H36, som upphet- tas genom en högfrekvensslinga U35,í form av en enkristall HSN, så att enkristallen HSM tillväxer. Degeln H31 är isolerad från atmosfären genom ett kärl H37. _ En lins ü22d, en kabel U22e av optiska fibrer och en lins H22f verkar i sin helhet på samma sätt som linsen U22c i utfö- ringsformen i fig. 23. Ett filter U22a, en omkopplare N22b, en fotoelektrisk omvandlare H24, ett mätt temperaturvärde H29 och värden Ä3O på den sanna spektrala emissionsförmâgan och den sanna spektrala reflektansen är desamma som motsvarande storheter med samma sifferbeteckningar i fig. 23. I denna utföringsform finnes icke något temperaturavkänningsorgan, såsom ett termoelement, i kontakt med den zon i vilken enkristallen utfälles. Eftersom ut- fällningen måste övervakas genom att man detekterar sofistikerade ändringar i temperaturen eller spektralfaktorn är en optisk tem- peraturmätning, som utesluter reflekterat ljus, olämplig. Vidare är stelningszonen instabil både geometriskt och fysikaliskt, så att emissionsförmågan eller reflektansen icke kan anses vara konstant.

Fig. 25 visar en tionde utföringsform av uppfinningen, som mäter temperaturen och fördelningen av den spektrala emissionsför- mågan och den spektrala reflektansen hos en levande kropp H38 som opereras. Vid denna utföringsform innefattar det optiska systemet en anordning H39 för avkänning medelst ett strålknippe, medelst vilken anordning erhålles en bild, samt en anordning HHO för mät- ning av illuminerande ljus i kombination med en referenstemperatur- ljuﬁxälla HN1 i mätinstrumentet. 455 443 78 Eftersom den levande kroppen H38 är förorenad av blod och även dess färg är olika i olika delar är den spektrala emissions- förmågan eller spektrala reflektansen icke konstant. En illumine- rande ljuskälla H17 är försedd med anordningar för att förhindra emission av ljus vid den effektiva våglängden för mätinstrumentet, men denna anordning är icke perfekt. En komparatorspegel H39e leder antingen strålningsflöde H21 från provkroppen eller den illu- minerande ljuskällan H20 eller referensljuskällan UÄ2 till ett spektrofotometriskt system H22. En räknare UU3 lagrar data beträf- fande referensljuskällan HHZ ochden illuminerande ljuskällan H20.

Referensljuskällan HÄ2 användes för att kontrollera att mätinstru- mentet arbetar noggrant. För kontroll av det spektrofotometriska systemet H22 användes exempelvis enbart referensljuskällan UU2.

Alternativt kan detektering av färgförändringar i det avkännande strâlningsknippet H39 eller reglering av bilden på en mottagare ÄHU ske genom kombination av data beträffande referensljuskällan HH? och den illuminerande ljuskällan H20. I denna utföringsform åstadkommes avkänningen medelst ett strâlningsknippe genom att man svänger spegeln fram och tillbaka. Närmare bestämt svänges av- känningsspegeln U39a i riktningarna av pilarna H39b, under det att en kondensatorspegel U39d svänges i riktningarna U39c i rät vinkel mot ovannämnda riktningar, varigenom hela ytan av provkrop- pen avkännes. Det illuminerande ljuset H20 ledes genom en lins UUOa och en kabel HﬂOb av optiska fibrer till komparatorspegeln Ä39e. En bländare U22g inreglerar bildcirkeln och det ljus som infaller på en fotoelektrisk omvandlare UEÄ till lämplig ljus- dos, och en gränsyta HHS omvandlar utgången från räknaren NHB till en videosignal som visas på mottagaren UUU. Filtret U22a, omkopplaren Ä22b och linsen H22c är samma som i anordningen en- ligt fig. 23.

Ovannämnda utföringsformer i fig. 23, ZH och 25 är exempel på databehandling on line. För det fall det är nödvändigt att erhålla en stor mängd data på en gång, såsom vid mätning av flam- man i en förbränningsmotor och mätning av jordens yta under använd- ning av en flygmaskin, är det nödvändigt att koppla mätta data till datorn via en spektrofotograf eller magnetband.

Anordningar enligt uppfinningen, som möjliggör centraliserad övervakning av ett flertal mätpunkter från ett enda ställe liksom även verklig tidskontroll av dessa mätpunkter genom avkänning med hög hastighet av strålningsflödena från de enskilda mätpunkterna 455 443 79 och som även är användbara vid vilken som helst av ovannâmﬁa meto- der för mätning av temperatur och spektralfaktor, kommer nu att beskrivas.

Fig. 26-50 visar respektive utföringsformer av uppfinningen, som tjänar såsom ett multikanals strålningsflödesmätinstrument.

Närmare bestämt visar fig. 26 en elfte utföringsform, som är en flerkanals strälningsflödesmätningsanordning utan någon monokroma- tor, och fig. 27-30 visar respektive tolfte till och med femtonde utföringsformen, vilka är flerkanals strålningsflödesmätningsanord- ningar innefattande en monokromator.

I fig. 26, som visar den elfte utföringsformen av uppfinning- en, betecknar 502 en avkänningsanordning, som definieras av ett hölje 503 som avskärmar ljus utifrån. Ett antal kablar 505 (två vid föreliggande utföringsform) av optiska fibrer är anordnade att leda det strålningsflöde, som utsändes från en provkropp 501 till en främre vägg 50H i höljet 503. Bägge kablarna är i sin ena ände försedda med en sond 506 som är riktad mot provkroppen 501. Varje sond 506 omfattar en cylindrisk ram 507 med en botten, till vilken motsvarande kabel 505 av optiska fibrer är ansluten.

Vid ramens 507 öppning är anordnad en objektivlins 507, som foku- serar strålningsflödet från provkroppen 501 på ett inlopp 508 till kabeln 505 av optiska fibrer vid botten av ramen. Varje kabel 505 av optiska fibrer är i sin andra ände fäst vid väggen 50U, så att strålningsflödet ledes in i och projiceras från den andra änden in i höljet 503. En avkänningssektion 510 är placerad inuti höl- jet 503, och en avkänníngsmotor 511 är fäst vid mitten av väggen 50H. Avkänningssektionen 510 är kopplad till en axel 512 i av- känningsmotorn 511 via ett stödorgan 513, så att den kan roteras genom avkänningsmotorn 511. Utloppen 51H för de enskilda kablarna 505 av optiska fibrer, som är anslutna till väggen 50U, är anord- nade vid väggen 50U vid lämpliga ställen på en cirkel på väggen koncentriskt med motorns 511 axel 512. Avkänningssektionen 510 är vid sin främre vägg 515 försedd med en kollmatorlins 516, som om- vandlar det strålningsflöde, som projiceras från vardera utloppet 51U, till ett parallellt strålningsflöde. Avståndet från mitten av kollimatorlinsen 516 till motoraxelns 512 geometriska axel är lika med avståndet mellan centrum för vardera utloppet 51U från motoraxelnß 512 geometriska axel, så att varje utlopp 51H vid ro- tationen av avkänningssektionen 510 kan bringas till ett läge vet- tande mot kollimatorlinsen 516. Inuti avkänningssektionen 510 455 443 80 är anordnade plana huvud- och hjälpreflektorer 517 resp. 518 för reflektion av det parallella strålningsflödet från kollimatorlin- sen 516. Huvud- och hjälpreflektorerna 517 resp. 518 och kolli- matorlinsen 516 är anordnade att roteras tillsammans med varandra vid avkänningssektionens 510 rotation. Avkänningssektionen 510 är i sin bakre vägg 519 försedd med en öppning 520 bakom hjälp- reflektorn 518 för möjliggörande av att det parallella strålnings- flödet skall kunna ledas ut från avkänningssektionen 510. ”Höljet 503 är i sin bakre vägg 521 försedd med ett utsprång 522. En foto- elektrisk omvandlare 523 är anordnad i öppningen till utsprånget 522, och en kondensorlins 524 är anordnad vid utsprângets ytterän- de. Det parallella strålningsflödet från hjälpreflektorn 518 fo- kuseras sålunda genom kondensorlinsen 524 på den fotoelektriska omvandlaren 523. Det parallella strålningsflödet från hjälpreflek- torn 518 är parallellt med kondensorlinsens 524 optiska axel 525, och denna optiska axel 525 sammanfaller med den fotoelektriska om- vandlarens 523 optiska axel (icke visad).

En fotoelektrisk kabel 527 förbinder den fotoelektriska omvand- laren 523 och en aritmetisk styrenhet 526 och möjliggör att de elektriska signaler, som erhålles i den fotoelektriska omvandlaren 523, kan ledas till den anümetiska styrenheten 526. En avkännings- kabel 528 förbinder den aritmetiska styrenheten 526 och avkännings- motorn 511 och möjliggör reglering av avkänningsmotorns 511 rota- tion från den aritmetiska styrenheten 526.

Arbetssättet för ovannämnda konstruktion i den elfte utfö- ringsformen av uppfinningen kommer nu att beskrivas.

Strålningsflödet från provkroppen 501 fokuseras genom objek- tivlinsen 509 i varje sond 506 på inloppet 508 till vardera kabeln 505 av optiska fibrer och ledes därigenom för att projiceras från utloppet 514 däri, vilket utlopp är beläget i väggen 504, in i höljet 503. Då kollimatorlinsen 516, som är anordnat i den främre väggen 515 av avkänningssektionen 510, roteras medelst avkännings- motorn 511 och bringas till läge, som ligger i linje med utloppet 514, brytes strålningsflödet, som projiceras därifrån, medelst kollimatorlinsen 516 till ett parallellt strålningsflöde, som se- dan reflekteras av huvud- och hjälpreflektorerna 517 och 518 och ledes genom öppningen 520 till utsidan av avkänningssektionen 510, för att där fokuseras medelst kondensorlinsen 524 på den foto- elektriska omvandlaren 523. Det strâlningsflöde, som infaller pä den fotoelektriska omvandlaren 523, omvandlas fotoelektriskt till 455 445 81 en elektrisk signal, som via den fotoelektriska kabeln 527 ledes till den aritmetiska styrenheten 526. Den aritmetiska styrenheten reglerar rotationen av avkänningsmotorn 511 genom avkänningskabeln 528, och reglerar därigenom rotationen av avkänningssektionen 510, som uppbäres av motorns 511 axel 512. Kollimatorlinsen 516 rote- ras tillsammans med avkänningssektionen 510, som styres av den arit- metiska enheten 526, så att den successivt bringas i linje med ut- loppen 51ü till respektive kablar 505 av optiska fibrer. Strål- ningsflödena från de enskilda sonderna 506 avkännes sålunda succes- sivt för att kopplas till den fotoelektriska omvandlaren 523. Den aritmetiska styrenheten 526 reglerar avkänningen genom avkännings- sektionen 510 i synkronism med samplingen av de elektriska signaler- na, som ledes till densamma, och beräknar varje strålningsflöde från motsvarande elektriska signal. Mätningen av strålningsflödet från den sond 506, som är i funktion, kan bestämmas. På detta sätt kan momentana ändringar i det strålningsflöde som infaller på var- je sond 506 mätas.

I denna elfte utföringsform mätes strâlningsflödet från prov- kroppen 501 med avseende på hela våglängdsbandet genom uteslutande av absorption genom linserna osv. Så länge ingen väsentlig fysi- kalisk eller kemisk förändring i mätresultatet inträder genom mind- re förändringar i temperaturen och andra variabler för provkroppen, är detta mätinstrument'mycket användbart.

Det kan sålunda med fördel användas för mätning av förvärm- ningstemperaturen för stålrör inom svetsning och även mätning av tjockleksfördelningen i en glasplatta, som absorberar värmestrål- ning. (I det senare fallet kan man mäta ljusintensitet för trans- mitterat ljus, erhållet genom bestrålning av glasplattan med värme- strålare eller dylikt.) Eftersom avkänningssektionen 510 är för- sedd med endast kollimatorlinsen 516 och huvud- och hjälpreflekto- rerna 517 och 518, kan den göras liten och av lätt vikt, vilket möjliggör snabb roterande avkänning och mätning vid hög hastighet av ett flertal strålningsflöden.

I allmänhet varierar känsligheten hos den fotoelektriska omvandlaren med våglängden hos det infallande strålningsflödet, så att den fotoelektriska omvandlaren tjänstgör såsom filter.

Ett filter, som transmitterar endast ett speciellt våglängdsområ- de inom strâlningsflödet, kan emellertid anordnas i serie med den fokuserande linsen 52U. 4ss 443¿ 82 Fig. 27 visar en tolfte utföringsform av uppfinningen, som möjliggör spektral analys av ljus, som reflekteras från en prov- kropp, som belyses med en artificiell ljuskälla.

Vid denna utföringsform är avkänningsanordningen 502, höl- jet 503, väggen 50ﬂ, utloppen 51H, avkänningsmotorn 511, avkän- ningssektionen 510, kollimatorlinsen 516, huvud- och hjälpreflek- torerna 517 respektive 518, kondensorlinsen 52H, den fotoelektris- ka omvandlaren 523,'den fotoelektriska kabeln 527, den aritmetis- ka styrenheten 526, avkänningskabeln 528 och öppningen 520 av sam- ma konstruktion och anordnade på samma sätt som motsvarande delar i ovannämnda elfte utföringsform i fig. 26.

På samma sätt som i den elfte utföringsformen är ett fler- tal kablar 505 av optiska fibrer förbundna med väggen 50k, men en av dem är en optisk fiberkabel 505a för ett referensljus, var- för dess ena ände är direkt vänd mot en lampa 529 som tjänstgör såsom artificiell ljuskälla, under det att de andra optiska fi- berkablarna 505b (två kablar visade) tjänar till att leda det reflekterade ljuset och vardera har sin ena ände vänd mot respek- tive provkropp 501. Ytterligare kablar 530 av optiska fibrer (två kablar visade på ritningen) för att leda illuminerande ljus för illuminering av provkropparna 501 förefinnes även, vilka var för sig har sin ena ände placerad i närheten av lampan 529 på samma sätt som den optiska fiberkabeln 505a och sin andra ände placerad nära varje provkropp 501. Kondensorlinser 532 för illu- minerande ljus är anordnade mellan ett utlopp 531 för illumineran- de ljus för varje optisk fiberkabel 530 för illuminerande ljus och motsvarande provkropp 501, och fokuserande linser 53ü för fokuserande ljus är anordnade mellan ett inlopp 533 för reflek- terat ljus vid varje optisk fiberkabel 505b för reflekterat ljus och motsvarande provkropp 501.

En filterplatta 536, som uppbär ett flertal filter 535, är anordnad såsom en monokromator inuti höljet 503. En drivmo- tor 537 för monokromatorn är fäst vid den bakre väggen 521 i höl- jet 503, och filterplattan 536 är fäst vid motorns 537 axel 538.

Filterplattan 536 sträcker sig i rät vinkel mot det parallella strälningsflödet från hjälpreflektorn 518 och vinkelrätt mot kondensorlinsens 52U optiska axel, så att det parallella strål- ningsflödet från hjälpreflektorn 518 inkommer i filtret 535 under en infallsvinkel av noll. 'Filtren 535 är anordnade på fil- terplattan 536 vid lämpliga ställen på en cirkel, som är koncent- 455 445 83 risk med axeln 538 till drivmotorn 537 för monokromatorn och har en förutbestämd radie, så att filtren kan bringas till ett läge för transmission av det parallella strålningsflödet från hjälpreflektorn 518. En monokromatorkabel 539 förbinder drivmotorn 537 för mono- kromatorn och den aritmetiska styrenheten 526 för möjliggörande av reglering av motorns 537 rotation genom den aritmetiska styrenheten 526.

Verkningssättet för denna konstruktion vid den tolfte utfö- ringsformen kommer nu att beskrivas.

Strålningsflödet från lampan 529 ledes genom kabeln 505a av optiska fibrer för referensljuset och kablarna 530 av optiska fib- rer för det illuminerande ljuset. Det strâlningsflöde som inkommer i kabeln 505a av optiska fibrer för referensljuset ledes direkt upp till väggen 50U och projiceras från utloppet 51ü in i höljet 503. Det strålningsflöde, som inkommer i var och en av kablarna 530 av optiska fibrer för illuminerande ljus projiceras från utloppet 531 för illuminerande ljus och fokuseras genom tillhörande kondensor- lins 532 för illuminerande ljus på motsvarande provkropp 501, och ljus som reflekteras därigenom fokuseras genom tillhörande kondensor- lins 53ü för reflekterat ljus på inloppet 533 för reflekterat ljus till tillhörande kabel 505b av optiska fibrer för reflekterat ljus och ledes genom denna för att projiceras från utloppet 51U in i höljet 503.

Avkänningssektionen 510 roteras liksom vid föregående elfte utföringsform medelst avkänningsmotorn 511, så att dess kollimator- lins 516 avkänner utloppet 51U, så att varje strålningsflöde me- delst kollimatorlinsen 516 brytas till ett parallellt flöde, som reflekteras av huvud- och hjälpreflektorerna 517 och 518 och ledes genom öppningen 520 till utsidan av avkänningssektionen 510. Det- ta parallella strâlningsflöde infaller på ett filter 535 på filter- plattan 536, och ett spektralt strålningsflöde, som innehåller en- dast en speciell vâglängdskomponent, lämnar filtret och fokuseras medelst kondensorlinsen 52U på den fotoelektriska omvandlaren 523.

Vid denna utföringsform synkroniserar den aritmetiska styren- heten 526 avkänningen av avkänningssektionen 510, omkopplingen av filtren 535 och samplingazav de elektriska signaler, som kopplas från den fotoelektriska omvandlaren 523, samtidigt som den styr av- känningssektionen genom avkänningsmotorn 511 och styr omkopplingen _ av filtren 535 genom drivmotorn 537 för monokromatorn. 455 443 8H På detta sätt beräknar den aritmetiska styrenheten 526 den spektrala flödesintensiteten från de elektriska signalerna och iden- tifierar genom graden av avkänning av det reflekterade ljuset från provkroppen 501 eller referensljuset från lampan 529, samtidigt som den identiferar genom graden av omkoppling av filtren 535 vågläng- den i det analyserade strålningsflödet som mätes.

Denna utföringsform av anordningen kan sålunda mäta den spektrala sammansättningen eller den spektrala fördelningen av det reflekterade ljuset från varje provkropp 501 eller referensljuset från lampan 529, även om provkroppen 501 är instabil.

Ett ytterligare kännetecken på denna utföringsform är att eftersom både den strâlningsflödesintensitet, som beror på det ref- lekterade ljuset från varje provkropp 501, och den som beror på referensljus från lampan 529, är kopplade till den aritmetriska styrenheten 526, kan en jämförelse av den spektrala fördelningen av det reflekterade ljuset från provkroppen 501 och den från referens- ljuset erhållas genom beräkningar av förhållandet mellan intensite- ten för det reflekterade ljuset och det för referenskällan osv. i den aritmetiska styrenheten 526.

Ehuru i ovanstående tolfte utföringsform det reflekterade ljuset från provkropparna 501 mätes, är det möjligt att modifiera denna utföringsform på sådant sätt, att man mäter ljus som trans- mïtteras genom provkropparna 501, som belyses med ljus från kablar- na 530 av optiska fibrer för illuminerande ljus, och denna modi- fikation kan lätt uppnås.

Provkropparna 501 i denna utföringsform kan exempelvis vara produkter som transporteras på en remtransportör, och denna ut- föringsform kan tillämpas för ett system för kontroll av produktens färg vid ett förfarande för framställning av livsmedel, såsom fram- ställning av sojabönolja, och i en anordning för utval av frukt efter kvalitet. Anordningen kan även användas vid medicinska till- lämpningar, såsom diagnosapparat för mätning av syredensiteten i blod eller för övervakning av en patient som har gulsot.

Fig. 28 visar en trettonde utföringsform av uppfinningen, i vilka avkänningsspeglar är anordnade i sonder liknande de i fig. 27 för att därigenom möjiggﬁm, övervakning över ett brett fält.

En avkänningsanordning 502 i denna utföringsform har i hu- vudsak samma konstruktion som den i föregående tolfte utföringsform. _ Huvudskillnaden är att i denna utföringsform utgöres väggen 50U av en cylindrisk kropp med en botten och vid öppningen försedd med 455 443 85 en fläns 540, och kablarna 505 av optiska fibrer är anslutna till dess omkretsvägg 541. Väggens 504 botten 542 är försedd med en av- känningsmotor 511, och avkänningssektionen 510 är försedd med en kollimatorlins 516 och en reflektor 543. Avståndet mellan kollima- torlinsen 516 och botten 542 är lika med avståndet mellan utloppet 514 för varje kabel 505 av optiska fibrer, som är förbunden med väggen 504, och botten 542 så att kollimatorlinsen 516 i i avkän- ningssektionen 510 kan avkänna de enskilda utloppen 514 genom att riktas mot dessa. ' I denna utföringsform finnes en avkänningsspelgel 545 och en avkänningsmotor 546 för avkänning av spegeln 545 i varje sond 544 (stativet därtill visas icke), som är placerad så att den riktad mot en motsvarande provkropp (endast strålningsflödet därifrån visas), och en avkänningskabel 547 förbinder varje avkänningsmotor 546 och en aritmetisk styrenhet 526, så att avkänningsmotorns 546 rotation styres genom den aritmetiska styrenheten 526.5 Arbetssättet hos denna utföringsform kommer nu att beskrivas.

Av det strålningsflöde som utsändes från varje provkropp och reflekteras av motsvarande avkänníngsspegel 545 fokuseras endast det flöde, som infaller på tillhörande objektivlins 509 i en rikt- ning parallell med dennas optiska axel på inloppet 508 till tillhö- rande kabel 505 och optiska fibrer. Endast en del av provkroppen, som uppfyller ovannämnda betingelse beträffande strålningsflödet, analyseras sålunda, men eftersom avkänningsspegeln 545 är driven av avkänningsmotorn 546 kan ett brett mätområde erhållas.

Liksom i föregående tolfte utföringsform ledes det strålninge- flöde, som ledes till varje kabel 505 av optiska fibrer, genom den- samma för att därifrån projiceras på utloppet 514 in i höljet 505 och av kollimatorlinsen 516 omvandlas till ett parallellt strålninge- flöde, som reflekteras av reflektorn 543 och därpå transmitteras genom ett filter 535 för att fokuseras på kondensorlinsen 524 i den fotoelektriska omvandlaren 525.

Den aritmetiska styrenheten 526 styr avkänningen av avkän- ningssektionen 510 och omkopplingen av filtren 535, och den styr även rotationen av varje avkänningsspegel 545 via tillhörande av- känningsmotor 546. Den synkroniserar vidare avkänningen av avkän- ningssektionen 510, omkopplingen av filtren 535, avkänningen av avkänningsspeglarna 545 och samplingen av de elektriska signaler, som kopplas från den fotoelektriska omvandlaren 523. Den spektrala strâlningsflödesintensiteten beräknas ur motsvarande samplade elekt- 455 443 86 riska signal, och den aritmetiska styrenheten 526 identifierar från graden av avkänning av avkänningssektionen 510 den sond Silli, med vilken mätning sker, och från graden av omkoppling avfiltren 555 våg- längden hos det strålningsflöde som mätes. Den identifierar vidare från graden av avkänning av varje avkänningsspegel 545 det område av provkroppen, som undersökes av motsvarande sond SÄÄ. Genom be- handlingen av informationen om det strålningsflöde, som erhålles på ovannämnda sätt, är det möjligt att erhålla spektral analys av prov- kroppar inom ett brett intervall och även erhålla en centraliserad mätning av ett antal dylika provkroppar.

Anordningen enligt denna utföringsform är sålunda mycket ef- fektiv för att övervaka eller kontrollera över ett brett intervall, t.ex. övervakning av tillväxten av lantbruksprodukter, säker drift av fabriksanläggningar, kontroll av avgaser och brandvarningssystem, såsom rökdetektorer.

Fig. 29 visar en fjortonde utföringsform av uppfinningen, som mäter tändningstillståndet hos ett antal brännare anordnade i en rad i en ugn.

Med 501 hetecknas brännare såsom provkroppar, som utgör före- målet för mätningen. Framför varje brännare 501 är anordnade sonder 506, vilka var och en är anordnade i ena änden av tillhörande kabel 505 av optiska fibrer, som med sin andra ände är ansluten till en vägg SOU. Vid denna utföringsform är filter 535, en monokromatordriv- motor 537, en kondensorlins 52ü, en fotoelektrisk omvandlare 523 och en kollimatorlins 518 monterade i en avkänningssektion 510, som är anordnad i en avkänningsanordníng 502. En avkänningsmotor 511 är försedd med en matarskruv'5H8, som drives av denna motor. Undersi- dan av avkänningssektionen 510 är försedd med ett styrorgan 5ü9, som har en gängad borrning i ingrepp med en matarskruv SU8 och omvand- lar matarskruvens 5H8 rotationsrörelse till en sidorörelse av av- känningssektionen 510. Undersidan av avkänningssektionen 510 är även försedd med styrorgan 551 med en styrborrning, genom vilken sträcker sig en styrning 550. Styrningen 550, matarskruven 5H8 och väggen 50U är parallella med varandra. De enskilda utloppen 51H från kablarna 505 av optiska fibrer är anordnade på lämpligt sätt vid väggen 50H i en rad parallell med styrningen 550, så att kolli- matorlinsen 516 bringas framför successiva utlopp 514 för avkänning av desamma vid avkänningssektionens 510 rörelse längs styrningen 550- Monokromatordrivmotorn 557 och den fotoelektríska omvandlaren 523 förflyttas tillsammans med avkänningsanordningen 510, så att till- räckligt långa böjliga kablar användes såsom monokromatorkabel 539 455 443 87 och fotoelektrisk kabel 527, som är förbundna med den aritmetiska styrenheten 526.

Verkningssättet för denna utföringsform kommer nu att beskri- vas.

Strålningsflödet från varje brännare 501 ledes från motsvaran- de sond 506 in i tillhörande kabel 505 av optiska fibrer och projice- ras från utloppet 51ü till väggen 504. Avkänningssektionen 510 bringas genom matarskruven 5H8, som roteras medelst avkänningsmotorn 511, att utföra en fram- och återgående translationsrörelse, så att utloppen 51H avkännes medelst kollimatorlinsen 516, som är anordnad i avkänningssektionen 510. Då kollimtorlinsen 516 bringas till ett läge framför varje utlopp 51N, kopplas strålningsflödet, som proji- ceras från utloppet 5lH, genom ett filter 535 och kondensorlinsen 52U till den fotoelektriska omvandlaren 523. Liksom vid föregående tolfte utföringsform reglerar den aritmetiska styranordningen 526 avkänningssektionen 510 och filterplattan 536 samt synkroniserar avkänningen av avkänningssektionen 510, omkopplingen av filtren 535 och sampligen av den elektriska signal, som är kopplad till den fotoelektriska omvandlaren 523, och beräknar det spektrala strålningsflödets intensitet. På detta sätt kan man erhålla spektral- analys av strålningsflödet från varje brännare 501. Vid de föregå- ende elfte till trettonde utföringsformerna är utloppen 51ﬂ till kablarna 505 av optiska fibrer anordnade runt en cirkel på väggen 50M, och i detta fall är antalet kablar 505 av optiska fibrer, som är förbundna med väggen 505, begränsat. Vid den fjortonde utfö- ringsformen är emellertid utloppen 51H anordnade längs en rät linje på väggen 504, så att denna utföringsform lämpar sig för behandling av ett flertal mätpunkter, och det är även möjligt att anordna yt- terligare mätpunkter. Kända anordningar för övervakning av brännar- flammor genom detektering av flambilden kräver ettantal kablar av optiska fibrer för varje brännare, och även avkänningen därav är svår. Föreliggande utföringsform av uppfinningen däremot grundar sig på övervakningen av tändningstillståndet hos flamman genom spektral analys av strålningsflödet och spektral analys av flamman.

(Naturligtvis kan alla ovannämnda kablar 505 av optiska fibrer var för sig bestå av antingen ett knippe av ett antal tunna enskilda fibrer eller enskilda fibrer belagda med ett material såsom ett syntetharts.) Det är sålunda möjligt att lätt erhålla ett flerka- nalssystem. 455 443 88 Fig. 30 visar en femtonde utföringsform av uppfinningen, me- delst vilken automatisk spektralanalys och kontroll vid framställning av en kemisk produkt eller liknande kan utföras. Vid denna utförings- form användes även ett prisma såsom monokromator.

Såsom framgår av ritningen betecknar 502 en avkänningsanord- ning, 510 en avkänningssektion, 511 en avkänningsmotor, 528 en av- känningskabel, 5ü8 en matarskruv, 550 en styrning och 504 en vägg.

Liksom i föregående utföringsform är matarskruven 5H8, styrningen 550 och väggen 504 parallella med varandra, och även utloppen 51U vid väggen 50ﬂ är anordnade på liknande sätt. Inuti avkänningssek- tionen 510 är anordnad en artificiell ljuskälla 552, och en reflektor 553 med konkav yta är anbragt nära ljuskällan 552 och reflekterar ljuset från denna.

Framför reflektorn 553 med konkav yta är anbragt en halvtrans- parent spegel 55H för reflektion eller transmission av infallande ljus, beroende på infallsvinkeln mot ljuset. Avkänningssektionen 510 är försedd med en öppning 555 i sin främre vägg 515, genom vil- ken ljus som reflekteras från den konkava spegeln 555 och reflekteras av den halvtransparenta spegeln 55Ä projiceras på utsidan av avkän~ ningssektionen 510. Varje kabel 505 av optiska fibrer har sin ena ände förbunden med varje provkroppskammare 556 (endast en provkropps- kammare visas). I provkroppskammaren 556 är anordnad nära inloppet 557 till kabeln 505 av optiska fibrer en sektor 558a som utgöres av J en cirkulär skiva vars ena hälft består av en speglande yta och vars andra hälft består av ett transprent organ, så att den antingen ref- lekterar eller transmitterar det strålningsflöde, som projiceras in i provkroppskammaren 556, samt en sektormotor 559a för rotation av sektorn 558a bakom denna sektor, Provkroppen 501 är placerad i så- dant läge, att den bestrålas med det strålningsflöde, som transmit- teras genom sektorn 558a, och en referenskropp 560 är placerad i sådant läge, att den bestrålas av det strålningsflöde, som reflekte- ras av sektorn 558a. En plan reflektor 561a reflekterar det strål- ningsflöde, som transmitteras genom provkroppen 501 och är placerad bakom provkroppen 501, och en plan reflektor 561b för reflektion av det strâlningsflöde, som transmitteras genom referenskroppen 560, är placerad bakom referenskroppen 560. En annan sektor 558b för antingen reflektion eller transmission av strålningsflöden, som transmitteras genom de plana reflektorerna 561a och 561b förefinnes även, och en sektormotor 559b är anordnad bakom denna sektor 558b.

De två sektorerna 558a och 558b inställes så, att sektorn 558b ref- 455 443 89 lekterar det reflekterade ljuset från den plana reflektorn 561a, som har transmitterats genom provkroppen 501, då sektorn 558a transmit- terar det strålningsflöde, som projiceras från provkroppskammarens inlopp 557, under det att sektorn 558b transmitterar det reflekterade ljuset från den plana reflektorn 561b, som har transmitterats genom referenskroppen 560, då sektorn 558a reflekterar strâlningsflödet från provkroppskammarens inlopp 557. Sektormotorerna 559a och 559b drives synkront så att rörelsen hos de bägge sektorerna 558a och 558b bibehålles. En sektorkabel 562 förbinder provkroppskammaren 556 och en aritmetisk styrenhet 526 och möjliggör reglering av rota- tionen av de bägge sektormotorerna 559a och 559b. Framför sektorn 558b är anordnad en konkav reflektor 563 för reflektion av ljus, som reflekteras eller transmitteras av sektorn 558b. I avkännings- anordningen 502 är anordnad en plan reflektor 56U för reflektion av det strålningsflöde, som projiceras från utloppet 510 på väggen 50Ä i avkänningsanordningen 502 och transmitteras genom den halvtrans- parenta spegeln 55ü, liksom även en konkav reflektor 565 för reflek- tion av strålningsflödet från den plana reflektorn 56H för bildning av ett parallellt strålningsflöde. Framför den konkava reflektorn 565 är ett prisma 566 placerat såsom en monokromator, och en plan reflektor 567 är anordnad nära prismat 566 för reflektion av det strålningsflöde, som sprides av prismat 566, så att det reflekterade strålningsflödet på nytt inträder i prismat 566. Det strålninge- flöde, som erhålles såsom ett parallellt flöde efter att det brytes två gånger av prismat 566 för varje 'våglängd reflekteras av den konkava reflektorn 565, så att det infaller på ett motsvarande fotoelektriskt element 568a i en rad 568 av fotoelektriska element som utgör en fotoelektrisk omvandlare. Varje fotoelektriskt element 568a i raden 568 av fotoelektriska element är förbundet med en multiplexer 517 via en kabel 569 för överföring av en elektrisk sig- nal, som bildas såsom ett resultat av infallet av motsvarande spektra- la strålningsflödesintensitet. Multiplexern 570 omkopplar succes- sivt de elektriska signalingångarna från respektive fotoelektriska element 568, och den aritmetiska styrenheten 526 och multiplexern 570 är förbundna med varandra genom en omkopplingskabel 571, genom vilken den aritmetiska styrenheten 526 styr omkopplingen. Den arit- metiska styrenheten 526 och multiplexern 570 är även förbundna genom en fotoelektrisk kabel 527, genom vilken den elektriska signalen från varje fotoelektriskt element 568a, utvald genom omkopplingen av mul- tiplexern 570, kopplas till den aritmetiska styrenheten 526. 455 443 90 Verkningssättet för ovannämnda femtonde utföringsform kommer nu att beskrivas.

Avkänningssektionen 510 matas längs styrningen 550 medelst matarskruven 548, som drives av avkänningsmotorn 511, så att öppning- _ en 555 i avkänningssektionen 510 avkänner de enskilda utloppen 514 på väggen 504. Det strålningsflöde, som emitteras från den artifi- ciella ljuskällan 552, reflekteras av den konkava reflektorn 553 och den halvtransparenta spegeln 554 och ledes genom öppningen 555 till utsidan av avkänningssektionen 510. Då öppningen 555 kommer mitt framför varje utlopp 514 ledes det strålningsflöde, som proji- ceras genom öppningen 555, in i kabeln 505 av optiska fibrer. Det strålningsflöde som ledes in i kabeln 505 av optiska fibrer projice- ras från provkroppskammarens inlopp 557 in i provkroppskammaren 556.

I det visade tillståndet av sektorerna 558a och 558b transmitteras strâlningsflödet från inloppet 557 genom sektorn 558a, transmitteras genom provkroppen 501, under det att det delvis absorberas av den- samma, reflekteras av den plana reflektorn 561a, sektorn 558b och den konkava reflektorn 565, reflekteras sedan på nytt av sektorn 558b och den plana reflektorn 561a och transmitteras genom provkrop- *pen 501 samt ledes tillbaka in i kabeln 505 av optiska fibrer. Det strålningsflöde som ledes ut genom kabeln 505 av optiska fibrer fort- sätter genom öppningen 555, transmitteras genom den halvtransparenta spegeln 554 och reflekteras av den plana reflektorn 564 och den kon- kava reflektorn 565 för att inträda såsom ett parallellt flöde i prismat 566. Det spridda strålníngsflödet från prismat 566 reflek- teras av den plana reflektorn 567 och sprides pâ nytt av prismat 568 till ett parallellt flöde för varje våglängd, som sedan reflek- teras av den konkava reflektorn 565 för att fokuseras på motsvarande fotoelektriska element 568a i raden 568 av fotoelektriska element.

Vid det tillstånd av sektorerna 558a och 558b, som uppkommer efter deras rotation 1800 i synkroniserat förhållande genom sektormotorer- na 559a och 559b, reflekteras det strålningsflöde som projiceras från provkroppskammarens inl0pp 557 av sektorn 558a, transmitteras genom referenskroppen 560, reflekteras av den plana reflektorn 561b, transmitteras genom sektorn 558b, reflekteras av den konkava spegeln 565 och âterföres längs samma optiska bana till kabeln 555 av optis- ka fibrer. I detta fall mätes det transmitterade strålningsflödet från referenskroppen 560. Den aritmetiska styrenheten 526 styr rota- tionen av sektorerna 558a och 558b via sektorkabeln 562 och sektor- 455 443 91 motorerna 559a och 559b, styr avkänningssektionen 510 genom avkän- ningsmotorn 511 och styr den elektriska omkopplingen av multiplexern 570 genom omkopplingskabeln 571. Den styr vidare synkroniseringen av avkänningen av sektorerna 558a och 558b, avkänningen av avkän- ningsscktionen 510, omkopplingen av multiplexern 570 och samplingen av de elektriska signalerna, som kopplas från multiplexern 570 genom den fotoelektriska kabeln 527, och den beräknar det spektrala strål- ningsflödet från varje samplad elektrisk signal. Den identifierar vidare från graden av avkänning medelst avkänníngsanordningen strål- ningsflödet från den provkroppskammare 556 som står under mätning, bestämmer ur graden av avkänning av sektorerna 558a och 558b huru- vida provkroppen 501 eller referenskroppen 500 mätes och identifie- rar från graden av omkoppling av multiplexern 570 våglängden hos det spektrala strålningsflöde som mätes. En analys av de fysikaliska och de kemiska egenskaperna hos provkroppen 501 kan sålunda erhållas genom jämförelse av spektralegenskaperna hos de spektrala strålninge- flödena från provkroppen 501 och referenskroppen 560. Om sålunda de enskilda provkroppskamrarna 556 antages vara respektive ställen i ett förfarande för framställning av en kemisk produkt eller liknande och provkropparna 501 antages vara respektive prov, som erhålles i de enskilda stegen av förfarandet, kan en tidskontroll av de prov, som successivt införes vid förfarandet, erhållas genom spektralanalys.

Raden 568 av fotoelektriska element i denna utföringsform kan ersät- tas av ett enda fotoelektriskt element och en slits anordnad omedel- bart framför, så att det spektrala strålníngsflödet kan fokuseras på slitsen genom roterande avkänning av prismat 566. Ehuru filtret och prismat användes såsom monokromator i ovanstående utföringsform är det naturligtvis möjligt att ersätta dem med element av liknande funktion, såsom dikroitiska speglar etc beroende på användningen.

Vidare är det möjligt att framställa filter för ett antal våg- längder och att använda filter, som lämpar sig för de individuella provkropparna, så att det blir möjligt att utföra mätningar med av- seende på ett stort antal olika provkroppar.

Ehuru ett stort antal kablar 505 av optiska fibrer användes i ovanstående utföringsform av uppfinningen är det möjligt att an- vända en enda kabel 505 för optiska fibrer för överföring av data i anordningen och för transmission av annan information genom till- lämplig av ett tidsuppdelningssystem för lämplig uppdelning av tid- punkten för behandling av data i anordningen enligt uppfinningen genom den aritmetiska styrenheten 526 och tidpunkten för behandling 455 443 92 av andra data, förutsatt att en anordning för förhindrande av över- hörning anordnas.

Nedan skall nu beskrivas en utföringsform av en spektral ana- lysanordning, i vilken konstanta våglängdsförhållanden av analyserade strålningsflöden kan upprätthållas genom att man bibehåller förhål- landet mellan våglängderna i de spektrala strålningsflödena med samma interferensfilter. Det har tidigare omtalats, att då provkroppen i trefärgs spektrofotometrisk analys anses vara en gråkropp, så bil- das icke något fel om de tre våglängderna sättes sättes att uppfylla betingelserna 1-1-1 - -x-l-z- = å - och A3 = 06, dvs. en relation ÄQ = 2Ä1. Med detta spektrala analyssystem kan ett val av sådana vågländer lätt ske.

Fig. 31 visar en sextonde utföringsform av uppfinningen, medelst vilken en rå spektralanalys kan genomföras under användning av filter.

I figuren betecknar 601 det strålningsflöde som infaller i spektralanalysanordningen 602. En objektivlins 603 är anordnad inuti ett hölje (icke visat) som begränsar spektralanalysanordningen 602.

En skiva 605, som uppbär ett flertal filter 6OÄ för âstadkommande av en rå analys av strålningsflödet som införes från objektivlinsen 603 in i höljet sträcker sig vinkelrätt mot objektivlinsens 603 optiska axel.

Filtren 604 transmitterar endast ett av ett flertal transmis- sionsband av olika grad och interferensfilmfilter och blockerar alla andra band i det spektrala strålningsflödet, såsom skall beskrivas närmare nedan. För varje interferensfilmfilter är anordnat ett fler- tal filter 60Ä på filterskivan 605. Mellan objektivlinsen 603 och filterskivan 605 är placerad en kollimatorlins 606 för att bryta strålningsflödet från objektivlinsen 603 till ett parallellt strål- ningsflöde, som infaller på filterplattan 605 i rät vinkel mot den- samma, så att dess optiska axel sammanfaller med objektivlinsens 603 optiska axel. En mekanism för intermittent rotation av filterskívan 605 utgöres av en motor 607, ett drivhjul 608 och ett drivet hjul 609 (varvid dessa hjul utgör ett malteserkors 610). Drivhjulet 608 är på den sida därav, som är närmast motorn 607, försedd med en tapp 612 och en ringliknande styrplatta 613. Det drivna hjulet 609 är kopplat till filterskivans 605 axel 61ü och denna axel är lagrad i ett lager (icke visat). Det drivna hjulet 609 är försett med ett flertal (fyra i den visade utföringsformen) ingreppsspår 615, som är likformigt fördelade runt omkretsen och sträcker sig radiellt, så att tappen 612 kan komma i ingrepp med det drivna hjulet 609. 455 443 93 Det har även krökta, konkava periferidelar 616 mellan ingreppsspåren 615, så att styrplattan 613 kan roteras i friktionskontakt med dessa delar 616. Filtren 60Ä är anordnade på filterskivan 605 längs en cirkel, som är koncentrísk med axeln 61U och i förutbestämd vinkel i förhållande till respektive ingreppsspår 615 i det drivna hjulet 609, så att filtren 60Ä kan successivt bringas till ett läge 617, där det parallella strålningsflödet från kollimatorlinsen 606 illu- minerar filterskivan 605. I den visade utföringsformen är antalet ingreppsspår 615 lika med fyra, så att fyra filter 604 kan anordnas.

Omedelbart bakom filterskivan 605 är anordnad en interferensfilm- filterskiva 619, som uppbär interferensfilmfilter 618 och är anord- nad parallell med filterskivan 605, så att interferensfilmfiltren 618 och filtren 60U kan överlappa varandra. Bakom det illuminerade läget 617 är anbragt en fotoelektrisk omvandlare 620 för omvandling av det spektrala strålningsflöde, som transmitteras genom ett filter 601» och ett interferenafilmfilter 618, då dessa filter tvingas att överlappa varandra, till en elektrisk signal, och mellan interferens- filterskivan 619 och den fotoelektriska omvandlaren 620 är anordnad en kondensorlins 621 för fokusering av det spektrala strålningsflö- det på den fotoelektriska omvandlaren 620, så att dess optiska axel sammanfaller med kollimatorlinsens 606 axel. Vid denna utföringsform utgör det flertal filter 60H, som är anordnade på filterskivan 605, en analysanordning för en rå spektralanalys, och motorn 607 och malteserkorset 610 utgör omkopplingsanordning.

Nedan skall nu_verkningssättet för denna utföringsform beskri- vas. , _ Det strâlningsflöde 601, som infaller på monokromatorn 602, fokuseras medelst objektivlinsen 603 och brytes av kollimatorlinsen 606 till ett parallellt strålníngsflöde för illuminering av illumi- neringsstället 617 för filterskivan 605. Drivhjulet 608 till malte- serkorset 610 drives av rotorn 607, varigenom tappen 612 på driv- hjulet 608 roteras för att bibringa det drivna hjulet 609 en inter- mittent rotationsrörelse genom att tappen kommer i ingrepp i ingrepps- spåren 615 på det drivna hjulet 609. Vid den visade utföringsformen roteras det drivna hjulet 609 900 vid en rotation av ett varv av det drivande hjulet 608 i motsatt riktning mot detta hjuls rotations- riktning. Styrplattan 613 styr tappen 612 in i spåren 615 under be- gränsning av rotationen av det drivna hjulet 609, som är i friktions- kontakt med den konkavt böjda perifera delen 616 på det drivna hjulet 609. Då det drivna hjulet 609 roterar roterar även filterskivan 605 455 443 9Ä unisont därmed, så att de enskilda filtren 60N successivt bringas till illumineringsstället 617. Under tiden bringas interferensfilm- filtret 618 på interferensfilmfilterskivan 619 successivt till ett läge bakom illumineringsstållet 617 för överlappning av ett filter 6OU vid detta ställe. Då ett interferensfilmfilter 618 bringas till läget bakom illumineringsstället 617 under det att ett filter 60üa, som åstadkommer en rå spektralanalys genom transmittering av endast våglängder i närheten av ett av ett flertal transmissionsband av olika grad, t.ex. ett förstagradsband, för interferensfilmen 618 un- der blockering av alla andra band i spektralflödet, bringas till illumineringsstället 617, överföres det infallande strålningsflödet 601 till ett spektrum som innehåller endast första gradens trans- míssionsband av interferensfilmfiltret 618. På samma sätt, då ett interferensfilmfilter 618 bringas till läget bakom illumíneringsstäl- let 617, under det att ett filter 6OÄa, som transmitterar endast spektralband av en våglängd nära andra gradens band för interferens- filmfiltret 618 från strâlningsflödet, bringas till illuminerings- stället 617, analyseras det infallande strålningsflödet 601 spektralt till ett flöde innehållande endast andra gradens band av interfe- rensfilmfiltret 618.

Allteftersom som filtren 60U, 6OHb, _.. successivt bringas till illumineringsstället, kan man erhålla spektrala strålningsflö- den som vart och ett innehåller ett band av en speciell grad av interferensfílmfilter 618. Då ett annat interferensfilmfilter 618 bringas till stället bakom'illumineringsstället 617 med den rote- rande avkänningen av ínterferensfilmfilterskívan 619 med avkänning av de successiva filtren ÖOÄ, vilka vart och ett endast transmitte- rar ett band av särskild grad under det att de blockerar band av andra grader för interferensfilmfiltret 618 till íllumineringsstäl- let, erhålles successiva spektrala strålningsflöden, som vart och ett innehåller endast bandet av en speciell grad av detta interfe- rensfilmfilter 618 på samma sätt som beskrives ovan. Varje strål- ningsflöde som erhålles på ovanstående sätt fokuseras medelst kon- densorlinsen 621 på den fotoelektriska omvandlaren 620. Genom en kalkylator, som kontrollerar rotationen av den motor 607, som sam- manbinder kalkylatorn och den fotoelektriska omvandlaren 620 för koppling av de elektriska signaler, som framkallas av den foto- elektriska omvandlaren 620 fråide individuella spektrala strålnings- flödena och möjliggörande av att kalkylatorn styr rotationen av filterskivan 605 och interferensfilmfilterskivan 619 under synkro- 455 443 95 nisering av dessa avkänningskontroller samt sampling av de elektriska signaler som är kopplade till kalkylatorn, är det möjligt att erhålla spektrala data beträffande det infallande strålningsflödet 601.

Malteserkorset 610 i ovanstående utföringsform kan uteslutas om en motor som drives synkront med motorn 607 användes för att driva filterskivan 605.

Fig. 32 visar en sjuttonde utföringsform av uppfinningen, som utnyttjar ett prisma för den råa analysen.

I figuren betecknar 601 det infallande strålningsflödet, 603 en objektivlins och 606 en kollimatorlins. Dessa linser är av samma konstruktion och anordnade på samma sätt som de i den föregående sextonde utföringsformen. Bakom kollimatorlinsen 606 är anordnat ett prisma 622 för rå analys genom spridning av det parallella strål- ningsflödet från kollimatorlinsen 606, och en inloppsslits 623 för att forma det parallella strålningsflödet från kollimatorlinsen 606 till ett trångt flöde är anordnad mellan prismat 622 och kolimator- linsen 606. Prismat 622 är på den sida som vetter mot infallssidan 62H på vilken det trånga parallella strålningsflödet från inlopps- slitsen 623 infaller, försedd med en reflekterande yta 625 för ref- lektion av det strålningsflöde som faller därpå. En sida av prismat 622, definierad mellan infallsytan 62ﬂ och reflektionsytan 625 och här kallad motorsidan 626 är även försedd med en prismadrivmotor 627 för rotation av prismat 622. Prismadrivmotorn 627 har sin axel 628 kopplad till motorsidan 626 i rät vinkel däremot. Prismat 622 är så orienterat, att dess motbrsida 626 är parallell med det parallella strålningsflödet från inloppsslitsen 623. Framför infallsytan 62U till prismat 622 är anordnad en utloppsslits 629 för att selektivt låta passera endast ett speciellt våglängdsband av strålningsflödet som faller på och brytes av prismat 622. Bakom utloppsslitsen 629 är anordnat ett interferensfilmfilter 618; som sträcker sig parallellt därmed, och bakom interferensfilmfiltret 618 är anbragt en fotoelekt- risk omvandlare 620 för omvandling av det spektrala strålningsflödet, som transmitteras genom interferensfilmfiltret 618, till en elektrisk signal. Vid denna utföringsform utgör prismat 622, inloppsslitsen 623 och utloppsslitsen 629 en rå spektralanalysanordníng, och prisma- drivmotorn 627 utgör omkopplingsanordningen.

Arbetssättet för denna sjuttonde utföringsform skall nu beskri- vas.

Det infallande strålningsflödet 601 fokuseras medelst objek- tivlinsen 603 och överföres av kollimatorlinsen 606 till ett paral- 455 443 96 lellt strålningsflöde, som därpå medelst inloppsslítsen 623 formas till ett trångt parallellt strålningsflöde, som i sin tur infaller på infallsytan 62U till prismat 622. Det på prismat 622 infallande strålningsflödet sprides därigenom och efter reflektion vid den ref- lekterande ytan 625 spﬁdesdet på nytt för att utträda ur prismat 622 vid infallsytan 62H. Det så brutna strålningsflödet som proji- ceras från infallsytan 62H av prismat 622 har olika projektionsvink- lar från infallsytan 62H beroende på våglängden. Det strâlningsflöde som passerar genom slitsen 629 är sålunda ett spekvalt strålningsflö- de, som innehåller endast ett speciellt våglängdsband för det strål- ningsflöde som projiceras från prismat 622, och vid rotationen av prismat 622 medelst prismadrivmotorn 627 kan våglängdsbandet för det spektrala strålningsflöde, som passerar genom utloppsslitsen 629, successivt förskjutas mot korta eller långa våglängder. Genom måt- ning av våglängdsbandet för strålningsflödet, som passerar genom ut- loppsslitsen 629, för varje läge hos prismat 622 och genom avkänning av prismat 622 i dess successiva rotationslägen av mätta våglängder med prismadrivmotorn 627 år det möjligt att bringa ett rått analyserat strålningsflöde innehållande våglängder i närheten av transmissions- bandet för en speciell grad av interferensfilmfilter 618 att infalla på interferensfílmfiltret 618. Varje rått analyserat strålningsflö- de innehåller sålunda, efter det att det transmitterats genom inter- ferensfilmfiltret 618, endast bandet av en speciell grad av inter- ferensfilmfihnet 618, så att det kan omvandlas av den fotoelektriska omvandlaren 620 till en elektrisk signal. Genom att man förbinder en kalkylator, som styr rotationen av prismadrivmotorn 627, med pris- madrivmotorn 627 och genom att man förbinder den fotoelektriska om- vandlaren 620 med kalkylatorn och låter kalkylatorn styra synkroni- seringen av avkänningen av prismat 622 och samplingen av de elektris- ka signaler, som är kopplade från den fotoelektriska omvandlaren 620 till densamma, år det möjligt att mäta successiva strålningsflöden innehållande endast speciella band av det infallande strålningsflö- det av speciella grader av interferensfilmfiltret 618. Prismadriv- motorn 627 kan vidare vara försedd med en hastighetsreduktionsmeka- nism, såsom en sinuslinjalmekanism.

Ehuru filter 60H och ett prisma 622 har använts i ovanstående utföringsform är det naturligtvis möjligt att använda andra diffrak- tionsmedel, såsom dikroitiska speglar etc. Om vidare den kromatiska aberrationen eller absorptionen av en lins utgör föremålet för måt- ningen är det möjligt att ersätta objektivlinsen 603 med en Cassigrain- reflektor och att utesluta kollimatorlinsen 606.

Claims

455 443 97 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för mätning av temperaturen och en spektral- faktor för en provkropp, k ä n n e t e c k n a t a v att man separerar ett stràlningsflöde från provkroppen med avseende på effektiva våglängder för n (n¿3) olika kanaler, att man omvand- lar intensiteten för respektive spektralt separerade stràlnings- flöden till elektriska detekterade värden, att man erhåller elektriska värden för effektiva våglängder för m (n¿m¿3) olika kanaler valda från dessa elektriska värden för effektiva våg- längder för n kanaler, att man approximerar spektralfaktorerna med avseende på de effektiva våglängderna för de m olika kanaler- na med ett polynom av (m-2):a ordningen, som representerar de effektiva våglängderna, varigenom man erhåller provkroppens temperatur ur de elektriska detekterade värdena för de effektiva våglängderna för de m kanalerna och provkroppens spektralfaktor erhålles ur temperaturen och de detekterade värdena.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att de effektiva våglängderna för de m olika kanalerna väljes sà att de satisfíerar relationen (där C är en konstant och i 2 1, 2, .., m-1) bland de effektiva våglängderna för de m kanalerna.

3. Förfarande enligt krav'1, k ä n n e t e c k n a t a v att provkroppens temperatur erhålles ur ett flertal temperatur- värden erhållna för respektive undergrupp av m olika kanaler valda bland de n kanalerna, och att provkroppens spektralfaktor erhålles ur temperaturen och de elektriska detekterade värdena.

4. Förfarande för mätning av temperaturen och en spektral- faktor hos en provkropp, som belyses med ljus av känd spektral stràlningsflödesfördelning, k ä n n e t e c k n a t a v att man spektralt separerar ett stràlningsflöde från provkroppen med avseende på effektiva våglängder för n (5¿n¿ß) olika kanaler, att man omvandlar intensiteterna för respektive spektralt separe- rade strålningsflöden till motsvarande elektriska detekterade värden, att man erhåller elektriska detekterade värden för effek- 455 443 98 tiva våglängder för m (n¿m¿3) olika kanaler valda bland de elektriska detekterade värdena för effektiva våglängder för de n olika kanalerna, att man approximerar den spektrala emissions- förmågan och den spektrala reflektansen hos provkroppen för var och en av de effektiva våglängderna för de m olika kanalerna såsom potensserie av den effektiva våglängden innehållande m-1 parametrar, varigenom man erhåller provkroppens temperatur ur de elektriska detekterade värdena för de effektiva våglängderna för de m olika kanalerna, och att man erhåller emissionsförmågan och den spektrala reflektansen hos provkroppen för var och en av de effektiva våglängderna för de m olika kanalerna ur den er- hållna temperaturen och de elektriska detekterade värdena.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att temperaturen erhålles ur ett flertal temperaturvärden, er- hållna för respektive undergrupper av m kanaler valda bland n olika kanaler, och att den spektrala emissionsförmågan och den spektrala reflektansen erhålles ur den erhållna temperaturen och de elektriska detekterade värdena.

6. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att vid approximationen den spektrala emissionsförmàgan och den spektrala reflektansen approxímeras till en linjär funktion av den effektiva våglängden för m = 5.

7. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att vid approximationen den spektrala emissionsförmågan och den spektrala reflektansen approximeras den ena till en linjär funk- tion av den effektiva våglängden och den andra såsom en konstant för m = 4.

8. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att vid approximationen den spektrala emissionen och den spekt- rala reflektansen approximeras medelst var sin konstant för m = 3.

9. Förfarande för mätning av temperaturen och en spektral- faktor för en provkropp, k ä n n e t e c k n a t a v att man spektralt separerar ett strålningsflöde från provkroppen med avseende på effektiva våglängder för n (n¿3) olika kanaler, att man omvandlar intensiteterna för respektive spektralt separerade strålningsflöden till motsvarande elektriska detekterade värden, att man erhåller ett flertal uppsättningar av effektiva vågläng- 455 443 99 der, innefattande två olika effektiva våglängder valda bland de effektiva våglängder, som motsvarar de elektriska detekterade värdena, att man sätter förhållandet mellan de spektrala fak- torerna för dessa bägge våglängder i varje uppsättning lika med 1, att man erhåller temperaturen för varje uppsättning ur för- hållandet mellan de två elektriska detekterade värdena motsva- rande de effektiva våglängderna i varje uppsättning, att man erhåller en medeltemperatur ur den erhållna temperaturen för respektive uppsättning, att man erhåller temperaturfördelningen och spektralfaktorn för var och en av de effektiva våglängderna ur denna medeltemperatur innefattande temperaturfördelningen vid ett förutbestämt värde, och att man väljer medeltemperaturen och spektralfaktorn såsom provkroppens temperatur och spektralfaktor, om temperaturfördelningsvärdet är mindre än det förutbestämda värdet, och att man, om temperaturfördelningsvärdet är större än det förutbestämda värdet, upprepar det steg, vid vilket tempe- raturen för varje uppsättning erhålles ur förhållandet mellan de två elektriska detekterade värden, som motsvarar de effektiva våglängderna i varje uppsättning, genom bestämning av en ny spektralfaktor för var och en av uppsättningarna på basis av den spektralfaktor, som erhålles i det steg, i vilket temperaturför- delningen erhålles.

10. Förfarande för mätning av temperaturen och spektralfak- torn för provkroppar av N olika slag, k ä n n e t e c k n a t a v att man mottar strålningsflöden från provkroppar av N olika slag såsom ett enda stràlningsflöde och spektralt separerar detta enda strålningsflöde med avseende på effektiva våglängder för M (Mš2N) olika kanaler, så att relationen Ai Ai+1 (vari C är en konstant och i = 1, 2, ..., 2N-1) satisfieras för var och en av närbelägna 2N effektiva våglängder av M olika effektiva våglängder, att man omvandlar intensiteterna för de enskilda, spektralt separerade strålningsflödena till respektive elektriska detekterade värden, att man erhåller temperaturerna för provkropparna av de N olika slagen ur de elektriska detekte- rade värdena för de effektiva våglängderna för de 2N olika ka- nalerna genom att man betraktar provkropparna av de N olika slagen 455 443 100 såsom grå kroppar och använder relationen 1 1 í.-i__zc Ai Äi+1 att man erhåller spektralfaktorn för var och en av provkropparna av de N olika slagen ur de erhållna temperaturerna och de elekt- riska detekterade värdena, och att man erhåller temperaturerna och spektralfaktorerna för provkropparna ur de elektriska detek- terade värdena genom att man uttrycker spektralfaktorerna för provkropparna såsom polynom och använder de erhållna spektral- faktorerna genom att betrakta provkropparna av de N olika slagen såsom grå kroppar såsom approximationer av polynomer, och de erhållna temperaturerna genom att man betraktar provkropparna av de N olika slagen såsom grå kroppar såsom approximationer för provkropparnas temperatur.