SU1635018A1

SU1635018A1 - Optical thermometer

Info

Publication number: SU1635018A1
Application number: SU884459130A
Authority: SU
Inventors: Владимир Анатольевич Воробьев; Василий Александрович Двинских; Марина Владимировна Плаксина; Юрий Андреевич Скляров
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1991-03-15

Abstract

Изобретение относитс к измерению радиационной температуры Цель изобретени - повышение быстродействи - достигаетс путем выполнени в радиационном термометре идентичных приемного и компенсационного чувствительных элементов и тела сравнени в виде плоских боло- метоов, причем чувствительные элементы включены в части трансформаторного моста , охваченного положительной обратной св зью Сигнал автоколебаний моста нагревает тело сравнени а от него - компенсационный болометр, причем по сопротивлению тела сравнени суд т о радиационной температуре Врем установлени автоколебаний моста и нагрев тела сравнени не превышает 0.25 с 1 з п ф-лы, 2 илThe invention relates to the measurement of radiation temperature. The purpose of the invention is to increase speed - by performing identical receiving and compensating sensors and a comparison body in a radiation thermometer in the form of flat bolometers, the sensors being included in parts of a transformer bridge covered by positive feedback. Self-oscillations signal the bridge heats the comparison body from it - a compensating bolometer, and judging by the resistance of the comparison body, ionic temperature The time of establishment of self-oscillations of the bridge and the heating of the comparison body does not exceed 0.25 with 1 h p f-ly, 2 silt

Description

Изобретение относитс к актинометрии и может быть использовано дл измерени радиационной температуры подстилающей поверхности.The invention relates to actinometry and can be used to measure the radiation temperature of the underlying surface.

Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.

На фиг.1 изображена конструкци приемной части радиационного термометра на фиг.2 - функциональна схема радиационного термометра.Fig. 1 shows the structure of the receiving part of the radiation thermometer in Fig. 2, a functional diagram of the radiation thermometer.

Радиационный термометр содержит болометрический приемный чувствительный элемент 1 и идентичный с ним компенсационный болометрический чувствительный элемент 2. размещенные на одной оси по обе стороны от теплозащитного экрана 3, термически соединенного с корпусом 4 снабженным апертурными окнами 5 и 6 иThe radiation thermometer contains a bolometric receiving sensitive element 1 and a compensation bolometric sensitive element 2 identical to it. Placed on the same axis on both sides of the heat shield 3 thermally connected to the housing 4 equipped with aperture windows 5 and 6 and

болометрическое тело 7 сравнени , избирательный усилитель 8 положительной обратной св зи, ограничитель 9 амплитуды колебаний, амплитудный детектор 10, усилитель 11 мощности, индуктивный дроссель 12, разделительный конденсатор 13, измеритель 14 сопротивлени и трансформаторный мост 15bolometric comparison body 7, positive feedback selective amplifier 8, vibration amplitude limiter 9, amplitude detector 10, power amplifier 11, inductive choke 12, coupling capacitor 13, resistance meter 14 and transformer bridge 15

Болометрический приемный чувствительный элемент 1 и компенсационный бо лометрический чувствительный элемент 2 включены в плечи трансформаторного моста 15, между выходом и входом которого включены друг за другом избирательный усилитель 8 положительной обратной св зи и ограничитель 9 амплитуды колебаний. Параллельно выходу избирательного усилител 8 положительной обратной св зи черезThe bolometric receiving sensitive element 1 and the compensating bolometric sensitive element 2 are included in the shoulders of the transformer bridge 15, between the output and the input of which are connected one after the other a positive amplifier 8 of positive feedback and a limiter 9 of the oscillation amplitude. In parallel with the output of the selective amplifier 8 positive feedback through

О CJ СПAbout CJ SP

оabout

0000

амплитудный детектор 10, усилитель 11 мощности и индуктивный дроссель 12 включено болометрическое тело 7 сравнени , к которому через разделительный конденсатор 13 подключен измеритель 14 сопротивлени .the amplitude detector 10, the power amplifier 11 and the inductive choke 12 include a bolometric reference body 7 to which a resistance meter 14 is connected via a coupling capacitor 13.

Радиационный термометр работает следующим образом.Radiation thermometer operates as follows.

При отсутствии измер емого теплового излучени температуры чувствительных элементов 1 и 2 и тела 7 сравнени одинакова , так как все они размещены в общем корпусе 4. Следовательно, сопротивлени чувствительных элементов 1 и 2 одинаковы, что обеспечивает состо ние равновеси трансформаторного моста 15. При воздействии через апертурноеокно 5 измер емого теплового излучени на болометрический приемный чувствительный элемент 1 он нагреваетс , в то врем как компенсационный болометрический чувствительный элемент 2 находитс при прежней температуре. Это приводит к нарушению состо ни равновеси трансформаторного моста 15 и с помощью избирательного усилител В положительной обратной св зи и ограничител 9 амплитуды колебаний, в трансформаторном мосте 15 возникают автоколебани с частотой, определ емой частотой настройки избирательного усилител 8 положитель- ной обратной св зи, и амплитудой, определ емой характеристикой ограничител 9 амплитуды колебаний. Этот сигнал детектируетс , усиливаетс и приводит за счет протекани посто нного тока через болометрическое тело 7 сравнени к нагреву этого тела, а через апертурное окно 6 к нагреву компенсационного болометрического приемного чувствительного элемента 2. В результате происходит приближение к состо нию равновеси трансформаторного моста 15. а задача определени радиационной температуры исследуемой поверхности сводитс к измерению температуры тела 7 сравнени , котора определ етс по величине его сопротивлени с помощью измерител 14 сопротивлени .In the absence of measurable thermal radiation, the temperatures of the sensing elements 1 and 2 and the comparison body 7 are the same, since they are all located in a common housing 4. Therefore, the resistances of the sensing elements 1 and 2 are the same, which ensures an equilibrium state of the transformer bridge 15. When exposed The aperture window 5 of the measured heat radiation to the bolometric receiver sensitive element 1 is heated, while the compensating bolometric sensitive element 2 is at the same tempo Aturi. This leads to an imbalance in the equilibrium state of the transformer bridge 15 and, with the help of a selective amplifier B, a positive feedback and a limiter 9, the oscillation amplitudes, self-oscillations occur in the transformer bridge 15 with a frequency determined by the tuning frequency of the selective amplifier 8 positive feedback, and amplitude determined by the characteristic of the limiter 9 of the oscillation amplitude. This signal is detected, amplified and leads due to the flow of direct current through the bolometric body 7 of the comparison to the heating of this body, and through the aperture window 6 to the heating of the compensation bolometric receiving sensitive element 2. As a result, the equilibrium state of the transformer bridge 15 is approached. the task of determining the radiation temperature of the surface under study is reduced to measuring the temperature of the comparison body 7, which is determined by the magnitude of its resistance with the aid of the meter 1 4 resistances.

При выполнении плоских болометров в виде круглых однослойных бифил рных спиралей из медной проволоки диаметром 0,05 мм, врем установлени автоколебаний и нагрев болометрического тела 7 сравнени не превышает 0,25 с.When flat bolometers are made in the form of round single-layer bifillary coils of copper wire with a diameter of 0.05 mm, the time for establishing self-oscillations and heating of the bolometric comparison body 7 does not exceed 0.25 s.

Claims

1. A radiation thermometer containing a case with two identical aperture windows, identical receiving and compensating sensing elements located symmetrically in front of co-responding aperture windows, and

comparison body, characterized in that, in order to improve speed, a separation capacitor, a resistance meter, a heat shield, a transformer bridge, an oscillation amplitude limiter, a positive feedback selective amplifier, an amplitude detector, a power amplifier and an inductive choke, and heat - protective screen placed between

receiving and compensating sensitive elements, which are included in the shoulders of the transformer bridge, between the output and the input of which through the oscillation amplitude limiter is turned on

a selective positive feedback amplifier, and the comparison body is connected in parallel with the output of the selective amplifier through an amplitude detector, a power amplifier and an inductive choke,

receiving and compensating sensitive elements are made in the form of identical flat bolometers and are placed on the common axis of the aperture windows and the comparison body, and the comparison body is made in the form

a flat bolometer that is connected to a resistance meter through a separation capacitor.

2. Thermometer according to claim 1, about tl and h and y and y and so. that flat bolometers of sensitive elements and the comparison body are made in the form of round single-layer bifillary spirals of copper wire with a thickness of not more than 0.05 mm.

1635018

four