Устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел

Устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИЯ СЕРЫХ ТЕЛ, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника излучения, два усилителя и блок деления , а также регистратор,.о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повьппения надежности его работы, в него введены последовательно соединенные коммутатор , функциональный делитель Напряжения , блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления , выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока дзления, второй вход которого соединен с одним из усилителей, (Л а его выход соединен с регистратором. с г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ONINI

РЕСПУБЛИК ае аи; з@р G 01 J 5/10

Ф

ОПИСАНИЯ ИЗ0БРКтк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м, . ,ч/

ГО ЭДАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3535037/18-25 (22) 10.01.83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) Б.С. Игнатьев, А.Д. Динкель, В.Н. Зуев и К.В. Дерягин (71) Пермский политехнический институт (53) 536.35(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 412496, кл. С 01 J 5/00, 1974.

2. Поскачей А.А., Чубаров Е.П.

Оптико-электронные системы измерения температуры. М., "Энергия", 1979, с. 141 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИЯ

СЕРЫХ ТЕЛ, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника излучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности его работы, в него введены последовательно соединенные коммутатор, функциональный целитель flRIlpH ження, блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока деления, второй вход кото- Е рого соединен с одним из усилителей, а его выход соединен с регистратором.

1096506

- 2/, U„=К„E1C1 Л„e

2l 2

02=К 2С Л е

2 2 2 2 где К и К вЂ” коэффициенты пропорцио1 2 нальности;

Л и Л - длина волны излучения, 2 о выделяемая монохроматическими фильтрами;

Изобретечие относится к радиационной пирометрии и может быть использовано при проведении теплофиэических исследований различных материалов.

Известно устройство, содержащее 5 объектив, вольфрамовый эталон, термопару, фотоприемники, следящую систему, направляющие зеркала, модуляционное устройство, монохроматор, фазочувствительный усилитель, исполнитель ный механизм, генератор ультразвуковых колебаний, усилитель мощности, автоматический потенциометр. По найденным истинным значениям температур и известному спектральному коэффициенту черноты эталона вычисляется коэффициент черноты излучения объекта (1 ).

Это устройство содержит эталон черноты и элементы, необходимые для измерения истинной температуры объектов, что значительно его усложняет.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника из- 30 лучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор.

Устройство содержит также блоки вычитания и блоки логарифмирования.

Устройство позволяет определять истинную и яркостную температуры, по которым находится спектральный коэффициент излучения (2).

Устройство является сложным, а 4О получаемые результаты ненадежными, так как для надежной работы устройства требуется использовать блоки преобразования сигналов, характеристики которых зависят от спектрального 45 коэффициента излучения объекта.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, 5О что в устройство, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал„, два монзхроматических фильтра„ два приемника излучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор, введены последовательно соединенные коммутатор, функциональный делитель напряжения, блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока деления, второй вход которого соединен с одним из усилителей, а его выход соединен с регистратором.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел.

Устройсчво содержит объектив разделитель 2 потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра

3 н 4, приемники 5 и 6 излучения, усилители 7, выходы .которых подключены к входам блоков 8 н 9 деления, регистрирующий прибор 10, коммутатор 1 ., функциональный делитель 12 напряжения, блок 13 возведения в степень, выход которого подключен к дополнительному блоку 8 деления, двигатель 14.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от нагретого объекта проходит через объектив 1, делится ,на два разных потока Ф„ и Ф с помощью разделителя 2 потока — делительной призмы с системой зеркал, которые попадают на два приемника

5 и 6 излучения через монохроматические светофиль1ры 3 и 4. Усиленные усилителями 7, сигналы О„ и U подаются на вход блока 9 деления, который формирует выходной сигнал 03, пропорциональный отношению О„ /V, В ка2 честве по(леднего могут быть применены логарифмический делитель или блок деления аналоговых вычислительных машин.

Значение U> может быть определено следующим образом.

Учитывая, что значение сигналов

3 1096 — коэффициенты излучения нагретого тела при длинах волн и Я2 температура нагретого тела; 5 оптические постоянные, значения сигнала выра 1 2

СиС получим для жение

Е, /1, -5 т Л

U =К вЂ” Е

Э ЗЕ, я2

Составитель Л. Латыев

Редактор P. Цицика Техред М.Кузьма Корректор Л. Шеньо, Заказ 3789/29 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где К вЂ” коэффициент пропорциональ3 ности

Функциональный делитель 12 напряжения вырабатывает сигнал О, пропорциональный к

О4 4Д,1

2 1 где К вЂ” коэффициент пропорциональ4 ности функционального делителя напряжения.

Это объясняется тем, что излучение проходит через один иэ монохроматических фильтров 3, пропускающих иэ25 лучение с известной длиной волны /1

11 попадает на приемник 5 излучения. Набор фильтров 3 установлен в диске, который вращается с помощью двигателя

14. На оси диска установлен коммута- З0 тор 11, который синхронизирует подключение соответствующего сопротивления функционального делителя 12 напряжения и установку монохроматического фил тра С известной длиной 35

3 против приемника 5 излучения, При этом монохроматический фильтр 4, пропускающий излучение с длиной волны установлен против приемника 6 излучения и в процессе излучения не 40 меняется, Сопротивление функционального делителя 12 подбирается таким образом, чтобы выходное напряжение, снимаемое с делителя, было пропорционально 0,1. Функциональный делитель 45 представляет собой набор параллельноsot 4 последовательно соединенных сопротивлений, Блок 13 возведения в степень возводит сигнал ll> в степень 1,, давая ня выходе сигнал О -. Блок возве,пения в степень может быть выполнен на элементах микроэлектроники и является стандартным блоком аналоговых вычислительных машин. Для получения сигнала 0, пропорционального (1 т, I производят деление сигнала 0 на сигнал /5 дополнительным блоком 8 деления.

Таким образом, получаем

К5 Л„с

= КЯ (4 ) 2/(g 1) ® 2/(2 11 где K 5 < К вЂ” коэффициенты пропорциональности.

Следовательно, сигнал 0 для серых

/Г1 ,тел / " = 1 ) не зависит от темпераС - ( .г туры излучающего объекта и пропорционален степени его черноты, которая фиксируется регистрирующим прибором 10, Таким образом, благодаря введению в устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел коммутатора, функционального делителя напряжения, блока возведения в степень и дополнительного блока деления, соединенных особым образом, устраняется необходимость использования сложного оборудования для измерения истинной температуры объекта излучения и использования блоков, характеристики которых зависят от спектрального коэффициента излучения объекта.

Кроме того, устройство позволяет определить границы серости тел. С этой целью необходимо непрерывное вращение диска с набором светофильтров и фиксация изменения сигнала на регистрирующем приборе 10. Таким образом, предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности.