SU800684A1 - Пирометр спектрального отношени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике измерени  температур бесконтактным методом по тепловому излучению в двух спектральных диапазонах.и может быть использовано в пирометрах спектрального отношени .

Известны пирометры спектрального отношени , в которых производитс  преобразование сигналов, пропорциональных монохроматическим интенсивност м излучени  объекта в двух длинах волн, в соответствии с формулой Планка-Вина, благодар  чему выходна  шкала этих пирометров  вл етс  линейной l 1

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  пирометр, содержащий модул тор светового потока, приемник излучени , блок синхроимпульсов, усилитель , два г1мплитудных детектора с ключами и аналоговый функциональный преобразователь, в состав которого вход т преобразователь логарифма отношени  двух напр жений в интервал времени, триггер, синхронизатор, переключатели , сумматоры, интегратор , RC-цепь, источник регулируемых опорных напр жений и блок пам ти, В аналоговом функциональном преобразователе производитс  обработка сигналов , пропорциональных монохром атическим интенсивност м излучени  объекта в двух участках спектра в соответствии с формулой Пленка-Вина, в результате чего устанавливаетс  линейна  св зь выходного сигнала пирометра с измер емой цветовой температурой 2.

Недостатком устройства  вл етс 

0 недостаточно высока  линейность выходной шкалы, обусловленна  погрешност ми аналогового преобразовани , К этим погрешност м относ тс : погрешность прюобразовател  логарифма

5 отношени  двух напр жений в интервале времени , который в течение цикла измерени  производит два логарифмических амплитудно-временных преоб .;разовани , погрешности двух суммато0 ров , погрешность экспоненциального преобразовани  в RC-цепи и погрешность интегратора, формирующего линейно-нарастающие напр жени .

Цель изобретени  - повышение

5 точности линеаризации выходной шкалы пирометра.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в пирометр введены блок задани  вре1 енных интервешов и изме0 ритель частоты, входы которых подключены к выходу преобразовател  логарифма отнс аени  двух напр жений в интервал времени, .уТтравл ющий вход которого соед1 нен с выходом триггера, а второй вход триггера подключен к выходу блока задани  гременных интервалов. На чертеже изображено устройство Пирометр содержит модул тор 1 светового потока, приемник 2 излуче ни  , блок 3 синхро1А 1пульсов, усилитель 4, ключи 5 и 6, амплитудные детекторы 7 и 8, преобразователь 9 . логарифма отношени  двух напр жений в интервал временк, состо щий, например , из ключа 10, схемы 11 сравн ни  и параллельной RC-цепи 12, триг гер 13, блок 14 задани  временных и тервалов и измеритель 15 частоты. Принцип действи  пирометра основан образовании на выходе преобразовател  9 импульсной последовате нести, частота которой линейно св зана с измер емой цветовой темпера турой и определ етс  измерителем 15 частоты. Пирометр работает следуквдим обра зом. Световой поток от объекта, температура которого измер етс  при по мощи модул тора 1 и приемника 2 излучени , преобразуетс  в следующие )друг за другом импульсы напр жени  с амплитудами U и U2, пропорционал ными монохроматическим интенсивност м излучени  объекта Ь (Я , Т) и Ь ( Аа , Т) в двух длинах волн Д.2 соответственно (Т - абсолютна  иветова  температура). После усилени  импульсов усилителем 4 и их синхронного детектировани  при помо щи ключей 5 и 6, управл емых блоком 3 синхроимпульсов, на амплитудных детекторах 7 и 8 выдел ютс  соответ ственно амплитудные значени  U и и 2 этих импульсов. Функциональное преобразование в пирометре начинаетс  в момент подачи на нулевой вход триггера 13 импульса Пуск, который переводит триггер 13 в нулевое состо ние. В результате ключ 10, находившийс  в замкнутом состо нии (при этом кон денсатор RC-цепи 12 зар жен до напр жени  и), размыкаетс  и начинаетс  экспоненциальный разр д конденса тора RC-цепи с посто нной времени С Через промежуток времени utj, текущее значение экспоненциально-затуха ющего напр жени  на конденсаторе RC-цепи становитс  равным выходному напр жению Uj. амплитудного детек тора 7 и на выходе схемы 11 сравнени  по вл етс  импульс. Отрезок вре мени &t определ етс  формулой ut.-ten jf1 U2 Выходной импульс схемы 11 сравнени  переводит триггер 13 в единичное сос то ние (при этом ключ 10 размыкаетс  и происходит зар д конденсатора RC-цепи 12 до напр жени  U), а также запускает блок 14 задани  временных интервалов. Через фиксированный заданный отрезок д1о времени на выходе блока 14 по вл етс  импульс, перебрасывающий триггер 13 в нулевое состо ние, после чего процесс повтор етс  непрерывно в автоматическом режиме. Период д1 следовани  импульсов на выходе схеьш 11 сравнени  определ етс  выражением и A.t дг + еЛо Измеритель 15 частоты производит измерение частоты следовани  выходных импульсов схемы 11 сравнени . Таким образом, выходной сигнал пирометра определ етс  выражением Сравнива  полученное выражение с формулой Планка-Вина дл  цветовой температуры где С2 - посто нный коэффициент (С 14380 мкм.град). - tT эквивалентна  длина волны 1-1 пирометра. а также учитыва , что MiiilL-ik btiz.T) Uj где К - коэффициент, определ емый спектральными коэффициентами пропускани  светофильтров -и спектральными чувствительност ми приемника излучени  на длинах волн Д- и 2 , можно убедитьс , что при Ч )n выходна  частота f предложенного пирометра равна f kTu,, где k - коэффициент пропорциональности. Таким образом, выходной сигнгш пирометра линейно св зан с измер емой цветовой температурой. При использовании в качестве измерител  15 цифрового частотомера отсчет темпе,ратуры производ т непосредственно в градусах в цифровой форме. В предлагаемом пирометре преобразование измер емой цветовой температуры в линейно св занный с ней выходной параметр (частоту) производитс  значительно точнее, чем в известном, так как введенные в пирометр блок 14 задани  временньох интервалов , который легко регулируетс  на базе генератора образцовой частоты и счетчика, и измеритель 15 частоты (цифровой частотомер) практически не внос т инcтpy 4eнтaFIьнoй погрешности в преобразование. Единственным источником погрешности  вл етс  логарифмическое амплитудновременное преобразование, которое осуществл етс  и в. известном устройстве . Достигаемое в результате повышени  точности линеаризации аыход ной шкалы пирометра и составл ет технико-экономический эффект изоб ретени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 480921, кл. G 01 J 5/60, 1975.

2.Квтсфское свидетельсво СССР .М 646204, кл. G 01 J 5/60, 1979.

..MJ