SU1635019A1

SU1635019A1 - Пирометр

Info

Publication number: SU1635019A1
Application number: SU884619472A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Игнатьев; Татьяна Сергеевна Леготкина; Юрий Александрович Махнев; Андрей Александрович Поскачей
Original assignee: Пермский политехнический институт
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1991-03-15

Abstract

Изобретение относитс к измеритель ной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры объектов по их тепловому излучению, и может быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел а также твердых и жидких тел, в которых образована полость черного тела. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи измерени температуры при одновременном повышении производительности труда. Определ ют момент смены знака разности напр жений U Ai -UAz на пр мом и инверсном входах нуль-органа 12, величина которых пропорциональна текущему значению длин волн 5/TLL-rUU Aii и A2i где 1 12, и т д., выдел емых первой 4 и второй 5 выходными щел ми устройства 1 дл сканировани спектра, соответственно . В этот момент времени пиковый детектор 16 запоминает величину выходного сигнала датчика перемещени 7 диспергирующего элемента 3, пропорционального текущему значению длины волны Аи, принима равным Амакс В вычислительном узле 14 осуществл етс вычисление значени действительной температуры объекта исход из закона смещени Вина, которое отображаетс регистрирующим прибором 15 При этом спектральна ширина первой 4 и второй 5 выходных щелей выбираетс равной 5-50 А , а выдел емые на их выходе длины волн AI и А2 отличаютс не более, чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействи определени действительной температуры исследуемых объектов, а также позвол ет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышени быстродействи измерений, так и за счет сокращени длительности подготовки пирометра к измерени м из-за отсутстви необходимости его градуировки по модели АЧТ 1 ил. fe С СО 01 о Ю 72 Ц 13

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры объектов по их тепловому излучению, и может быть использовано при измерении действительной температуры серых и черных нагретых тел, а также твердых и жидких те, в которых образована полость черного тела.

Цель изобретени - повышение точности и быстродействи измерени температуры при одновременном повышении производительности труда.

На чертеже приведена функциональна схема пирометра.

Пирометр содержит устройство 1 дл сканировани спектра, выполненное в виде оптической системы 2, диспергирующего элемента 3, первой 4 и второй 5 выходных щелей, а также электропривод 6 и датчик 7 перемещени диспергирующего элемента 3, первый 8 и второй 9 фотоприемники, первый 10 и второй 11 фотоусилители, нуль-орган 12, триггерное устройство 13. вычислительный узел 14, регистрирующий прибор 15, пиковый детектор 16. аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 17, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 18, регистр 19 и генератор 20.

Пирометр работает следующим образом .

Излучение от исследуемого объекта (на чертеже не показан) через оптическую систему 2 устройства 1 дл сканировани спектра поступает на его диспергирующий элемент 3, приводимый во вращение электроприводом 6. С выхода диспергирующего элемента просканированное по спектру исследуемое излучение через первую 4 и вторую 5 выходные щели устройства 1 дл сканировани спектра поступают на вход первого 8 и второго S фотоприемников соответственно . Электрические сигналы LIAi и UAa амплитуда которых пропорциональна текущему значению длин волн Аи и A2i соот- ветс(венно. где I 1,2..., через первый 10 и второй 11 фотоусилители поступают на пр мой и инверсный входы нуль-органа 12. До тех пор, пока величина электрического сигнала UAi больше величины электрического сигнала U Аг . на выходе нуль-органа 12 формируетс электрический сигнал, запрещающий работу триггерного устройства 13, установленного в исходное состо ние после включени питани пирометра выходным сигналом генератора 20, поступающего на его второй вход. В тот момент времени, когда величина электрического сигнала HAi с-анет меньше величины электрического сигнала UA2 . на выходе нуль-органа

12формируетс электрический сигнал, при поступлении которого на первый вход триггерного устройства 13 на втором выходе последнего формируетс электрический

сигнал. При поступлении на третий вход пикового детектора 16 электрического импульса с второго выхода триггерного устройства

13в пиковом детекторе 16 запоминаетс значение выходного напр жени датчика 7

0 перемещени , величина которого пропорциональна текущему значению длины волны Ац. Кроме того, на первом выходе триггерного устройства 13 формируетс им- , при поступлении которого на вторые

5 входы вычислительного узла 14 и ПЗУ 18 разрешаетс их работа.

Напр жение, запомненное в пиковом детекторе 16, поступают на вход АЦП 17; преобразующего его в двоичый цифровой

0 код, который определ ет адрес чейки пам ти ПЗУ 18, в которой записан цифровой код текущего значени длины волны Aii, принимаемого за значение Амакс. соответствующее максимальной ркости

5 спектра излучени исследуемого объекта. Цифровой коде выхода ПЗУ 18 переписываетс в регистр 19, разр дность которого определ етс необходимой точностью вычислени Амакс С выхода регистра 19

0 цифровой код поступает на первый вход вычислительного узла 14. на выходе которого формируетс сигнал, равный отношению 238/Амакс- Величина этого сигнала, соответствующа измеренной действительной

5 температуре исследуемого объекта, индицируетс на табло регистрирующего прибора 15. Через один оборот диспергирующего элемента 3 устройства 1 дл сканировани спектра датчик 7 перемещени вновь зани0 мает исходное положение, пиковый детектор 16 обнул етс , а на его втором выходе формируетс импульс, по которому триггерное устройство 13 возвращаетс в исходное положение. При этом запрещаетс работа

5 ПЗУ 18, а регистр 19 и вычислительный узел

14обнул ютс . Цикл работы пирометра повтор етс . Необходимо отметить, что перед началом работы пирометра триггерное устройство 13. вычислительный узел 14, пико0 вый детектор 16 и АЦП 17 устанавливаютс в исходное состо ние выходными импульсами генератора 20, кроме того, генератор 20 обеспечивает функционирование вычислительного узла 14 и АЦП 17.

5 Таким образом, пирометр позвол ет быстро и точно определ ть длину волны Амакс. благодар близости выдел емых устройством 1 дл сканировани спектра текущих длин волн АцйАз) и автоматизации определени Амакг Яц в момент смены

знака разности напр жений (U;t1 -UAa )на выходе первого 10 и второго 11 фотоусилителей . Экспериментально установлено, что это достигаетс при спектральной ширине первой 4 и второй 5 выходных щелей устройства 1 дл сканировани спектра 5-50 Д , при этом выдел емые на их выходе длины волн AI и Аг должны отличатьс не более чем на 5-10 нм. Все это обеспечивает повышение точности и быстродействи определени действительной температуры исследуемых объектов, а также позвол ет повысить производительность труда при проведении измерений как за счет повышени быстродействи измерений, так и за счет сокращени длительности подготовки пирометра к измерени м из-за отсутстви необходимости его градуировки по модели абсолютно черного тела.

Claims

Формула изобретени Пирометр, содержащий расположенное по ходу излучени устройство дл сканировани спектра излучени с диспергирующим элементом, выполненным с возможностью вращени , датчик перемещени диспергирующего элемента, первый фотоприемник, установленный за первой выходной щелью устройства дл сканировани спектра излучени , первый фотоусили те ь. вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, а также вычислительный узел, выход которого соединен с регистрирующим прибором, отличающийс тем. что. с целью повышени точности и быстродействи измерени темI-

пературы при одновременном повышении производительности труда, в него дополнительно введены второй фотоприемник, второй фотоусилитель, нуль-орган, триггерное

5 устройство, генератор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, посто нное запоминающее устройство и регистр, при этом устройство дл сканировани спектра излучени снабжено второй Е 1ход10 ной щелью, размещенной на одной Фокальной поверхности с первой выходной щелью и настроенной на выделение монохроматического излучени с длиной волны Aai, где i 1.2,... и т.д., меньшей длины волны Аи мо15 нохроматического излучени , выдел емого первой выходной щелью, на 5-10 нм, причем пр мой вход нуль-органа соединен с выходом первого фотоусилител , инверсный вход через второй фотоусилитель - с

20 выходом второго фотоприемника, а выход - с первым входом триггерного устройства, выход датчика перемещени диспергирующего элемента через пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, посто25 нное запоминающее устройство и регистр соединен с первым входом вычислительного узла, второй вход которого соединен с первым выходом триггерного устройства и вторым входом посто нного запоминающе- 30 го устройства, а третий вход - с выходом генератора и вторыми входами пикового детектора , аналого-цифрового преобразовател и триггерного устройства, третий вход последнего соединен с вторым выходом пи35 кового детектора, а второй выход - с его третьим входом.