SU754226A1

SU754226A1 - Способ обнаружения экстремальной температуры в заданном поле1

Info

Publication number: SU754226A1
Application number: SU782609397A
Authority: SU
Inventors: Anatolij S Cherepakha; Vladimir S Pokko
Original assignee: Kh Polt I Im V I Lenina
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к технике оптических методов измерения температуры нагретых тел и может использоваться при контроле температуры в технологических процессах.Известны оптические способы измерения температуры нагретых тел, реализуемые в оптических пирометрах, основанные на формировании изображения объекта и измерении интегральной освещенности этого изображения [1]. Эти способы измерения характеризуют усредненную температуру для небольшого участка поверхности нагретого тела. Таким образом, происходит измерение температуры на участках поверхности нагретых тел, называемых «точками».

Существенным недостатком этих способов измерения температуры является то, что измерение температуры происходит на том участке анализируемого температурного поля, на который наведена оптическая система. При необходимости обнаружения экстремальных темпера-рур в заданном поле необходим поиск того участка («точки») в пределах заданного поля, который имеет экстремальную температуру.

2

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ измерения экстремальной температуры в заданном поле [2], заключающийся в формировании оптического изображения задан5 ного поля и преобразования освещенности участков этого изображения в выходной сигнал, причем выходной сигнал вырабатывают путем нелинейных преобразований полученного в результате сканирования видеосигнала. Этот способ позволяет осуществлять

⁰ контроль за участками с экстремальной температурой, появляющимися в различных участках заданного поля, без наведения оптической системы на эти участки оператором. Способ обнаружения экстремальной температеры в заданном поле согласно [2] сложен в реализации и требует значительных затрат времени на измерение в связи с последовательным сканированием изображения заданного поля.

Целью настоящего изобретения является

Ю упрощение известного способа обнаруженных экстремальной температуры в заданном

поле и ускорение процесса обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что

изображение заданного поля формируют на

754226

3

поверхности преобразователя изображения, нелинейного но интенсивности ш, ока излучения, причем поток излучения, формирующий изображение заданного поля, регулируют, устанавливают его величину такой, при которой имеют место нелинейные преобразования оптического изображения, осуществляют контроль состояния нелинейного преобразователя изображений путем интегральной оптической локации в области спектра, не перекрывающейся с областью спектра потока, формирующего изображение заданного поля, и сигналом, полученным в результате контроля, регулируют поток излучения, формирующий изображение заданного поля.

Способ обнаружения экстремальной температуры в заданном поле поясняет схема, приведенная на чертеже, где 1 — анализируемое поле; 2 — первый светофильтр; 3 — регулятор потока излучения, формирующего анализируемое изображение; 4 — объектив; 5 — нелинейный преобразователь изображения; 6 — источник излучения; 7 — второй светофильтр; 8 — приемник излучения; 9 — блок управления регулятором оптического излучения.

Поток, излучаемый анализируемым полем 1, проходя через первый светофильтр 2, регулятор 3 оптического излучения и объектив 4, формирует на поверхности линейного преобразователя 5 изображение анализируемого поля 1. Источник 6 излучения освещает поверхность нелинейного преобразователя 5 таким образом, чтобы освещенность была ниже того уровня, при котором имеют место нелинейные преобразования изображений.

Таким образом, нелинейные преобразования изображений могут быть вызваны только излучением анализируемого поля 1.

В качестве нелинейного преобразователя изображений может быть использована термостатированная ячейка жидких кристаллов, изменяющая коэффициент отражения под действием излучения, формирующего изображение анализируемого поля 1.

В качестве регулятора оптического излучения могут быть использованы диафрагма, ячейка жидких кристаллов или иной модулятор света, изменяющий пропускание или прозрачность под действием приложенного напряжения.

Первый и второй спектральные фильтры 2 и 7 предназначены для исключения влияния излучения анализируемого поля 1 на приемник 8 излучения. Тогда приемник 8 характеризует только коэффициент отраже4

ния поверхности нелинейного преобразователя 5.

Выходной сигнал приемника 8 поступает на блок 9 управления регулятором 3 оптического излучения. Выходной сигнал блока 9 поступает на регулятор 3 оптического излучения.

При наличии максимальной температуры в заданном поле в установившемся режиме коэффициент отражения нелинейного преобразователя 5 лишь на участке малых размеров (на котором спроектирован элемент с максимальной температурой в заданном поле) отличен от коэффициента отражения остальной поверхности нелинейного преобразователя 5.

Так как коэффициенты отражения поверхности нелинейного преобразователя 5 в установившемся режиме изменены (контраст максимален и устойчивых состояния только два), выходной сигнал приемника 8 излучения, в случае изменения немаксимальных температур поля, будет неизменным.

Изменение же максимальной температуры в заданном поле и площади участка с максимальной температурой приведет к выходу из установившегося режима. При этом увеличение максимальной температуры в любом локальном участке заданного поля приводит к увеличению площади, на которой имеют место нелинейные преобразования изображения. Последнее приводит к изменению сигнала, получаемого в результате интегральной оптической локации поверхности нелинейного преобразователя 5. Этот сигнал воздействует на регулятор 3 входного потока излучения, устанавливая его в такое состояние, при котором нелинейным преобразованиям подвержен участок поверхности нелинейного преобразователя определенной, весьма малой по величине площади. При этом состояние регулятора 3 входного потока излучения изменяется и сигнализирует о наличии в заданном поле участков с температурой выше или равной заданной максимальной.

Уменьшение максимальной в заданном поле температуры ниже заданной приводит к исключению нелинейных преобразований изображения.

В случае обнаружения минимальной температуры в установившемся режиме коэффициент отражения нелинейного преобразователя 5 на участке малых размеров (на котором спроектирован элемент с минимальной температурой) отличен от остальной поверхности нелинейного преобразователя 5. При этом неизменна минимальная освещенность нелинейного преобразователя 5 (в установившемся режиме), а состояние регулятора 3 к выходной сигнал блока 9 свидетельствуют о наличии локального участка с минимальной в прёделах заданного поля температурой.

5

754226

При пространственном разрешении оптической системы и нелинейного преобразователя порядка 10x10 элементов и при быстродействии элементов, реализующих предложенный способ, равном быстродействию элементов в способе со сканированием [2], предложенный способ позволяет реализовать быстродействие более чем 10² раз превышающее быстродействие известного способа (2],

Claims

Формула изобретения

Способ обнаружения экстремальной температуры в заданном поле, заключающийся в формировании оптического изображения заданного поля и преобразовании освещенности участков этого изображения в выходной сигнал, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа обнаружения экстремальной температуры в заданном поле и

жение заданного поля формируют на поверхности преобразователя изображений, нелинейного по интенсивности потока излучения, причем поток излучения, формирующий изоб ражение заданного поля, регулируют, уста₅ навливая его величину такой, при которой имеют место нелинейные преобразования оптического изображения, осуществляют контроль за нелинейными преобразованиями изображений путем интегральной оптической локации в области спектра, не перекрывающейся с областью спектра потока, формирующего изображение заданного поля, и сигналом, полученным в результате контроля, регулируют поток излучения, формирующий изображение заданного поля.