Фотоэлектрический пирометр

Фотоэлектрический пирометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сок>э Советски»

Социалистически»

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗ.VI I I.1967 (№ 1177736/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 42i, 9/01

МПК G 01k

Комитет по делам иаобретеииЯ и открытиЯ при Совете Миииотров

СССР

УДК 536.521.082.52 (088.8) Опубликовано 14.V.1969. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 28.XI.1969

Авторы изобретения

А. Н, Колесниченко и А. В. Пустогаров

Заявитель

ФОТОЭЛ ЕКТРИЧЕСКИ Й П ИРОМЕТР

Изобретение относится к области измерения температур нагретых поверхностей.

Известны фотоэлектрические пирометры,например яркостной пирометр ФЭМП-016.

Данный пирометр имеет ряд недостатков: быстродействие 0,02 сек является недостаточным для исследования некоторых быстропротекающих и импульсных процессов; нестабильность показаний во времени вследствие нестабильности характеристик приемника излучения, а также амплитудного метода измерений; необходимость тарировки шлейфового осциллографа по выходному сигналу пирометра.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено пирометрическим источником постоянного излучения, а в обтюраторе установлены поглотители различной плотности, соответствующие интервалу измеряемых температур.

Такое выполнение пирометра позволяет увеличить быстродействие и расширить пределы измерения.

На фиг. 1 представлена схема предложенного пирометра; на фиг. 2 — обтюратор.

Объектив 1 проектирует изображение излучаемого объекта в плоскость зеркальной диафрагмы 2.

Диафрагма определяет показатель визирования и при помощи визирного окуляра 8 позволяет наводить пирометр на излучаемый

2 объект. Непосредственно за диафрагмой 2 находится обтюратор 4, вращаемый электродвигателем 5. Модулирование светового потока позволяет избавиться от нежелательного

5 явления — нестабильности темнового тока приемника излучения.

Во всех отверстиях, расположенных ближе к центру обтюратора, установлен ряд поглощающих светофильтров. Излучение от изучаемого объекта, промодулированное обтюратором, попадает на приемник б излучения.

Излучение от пирометрической лампочки 7, промодулированное наружным рядом отверстий обтюратора, попадает на приемник излучения в промежутках между импульсами излучения от излучаемого объекта. На нагрузке приемника излучения поочередно формируются импульсы напряжения прямоугольной формы, пропорциональные спектральным

20 яркостям пирометрической лампочки и спектральным яркостям излучаемого объекта, редуцированным каждым поглотителем. С нагрузки приемника излучения импульсы поступают на усилитель 8, а затем на шлейфо25 вый осциллограф 9. Пирометрическая лампочка 7, приемник б излучения, усилитель 8 и шлейфовый осциллограф 9 подключены к источнику питания 10.

За один оборот обтюратора может быть

30 обеспечен хотя бы один отсчет температуры

= — (сек), 30

in где i — число поглотителей; и — число оборотов обтюратора в минуту.

При использовании двигателя с л =

= 3000 об/мин и 6 поглотителей быстродействие пирометра составляет менее 0,002 сек.

Выходные импульсы пирометра, в котором используется синхронный двигатель для вращения обтюратора, могут служить метками времени.

Для пирометра с постоянным накалом пирометрической лампочки связь между измеряемой и опорной температурами выражается формулой:

= — + — 1п +- —" 1п ", (2) т» т,„ b где Т и ҄—

Х—

f C),— измеряемая и опорная температуры, эффективная длина волны пирометра, спектральная пропускаемость

i-го поглотителя, спектральная яркость пирометрической лампочки, соответствующая температуре Т,„. редуцированная i-ым поглотителем спектральная яркость объекта, соответствующая температуре Т», постоянная Планка. оп при ei йарйстании, если выходнйе импульсы, соответствующие световым потокам изучаемого объекта, редуцированные двумя соседними поглотителями, отличаются не более чем в десять раз. Данное условие определяет минимальное количество поглотителей для выбранного диапазона температур. Например, для диапазона температур 1400 †32 К

Х = 065 мкм, достаточно иметь шесть поглотителей: О, 80, 160, 240, 320 и 400 пнро.

Быстродействие такого пирометра определяется промежутком времени между поступлением светового потока от пирометрической лампочки и от изучаемого объекта. В общем случае быстродействие равно

Как видно из формулы (2), переход от T„ к Т» может быть осуществлен при помощи таблиц или графиков, сходных с таблицами и графиками поправок на неполноту излучения,к показаниям яркостных пирометров.

Инструментальная погрешность такого пирометра лт,. лт„, т»,т л" ль„

» ), — + — + + т» топ топ ">, Ооп ль

+ (3) б, /.

Для пирометра с Л=0,65 мкм, Т„=1400 К, диапазоном измеряемых температур 1400—

3200 К (+ 2,0% и " (лт„, как можно принять, что

Лооп

0,5%, bÎï г0 (+2,5,о, так лi, = 0,5о%, Предмет изобретения

Фотоэлектрический пирометр, содержащий приемник излучения, обтюратор и измеритель45 ную схему, отличающийся тем, что, с,целью увеличения быстродействия и расширения пределов измерения, он снабжен пнрометрическим источником .постоянного излучения, а в обтюраторе установлены поглотители различS0 ной плотности, соответствующие интервалу измеряемых температур, гь Е2%

Таким образом, .применение предложенного пирометра позволит проводить исследования. быстропротекающих импульсных .процессов.

Как следует из формулы (1), быстродействие

3р пирометра обратно пропорционально произведению скорости вращения двигателя и,количеству поглотителей. Использование пирометрической лампочки .в качестве источника сравнения и модулятора светового потока

3s позволит перейти or абсолютных измерений к относительным. При этом отпадает,необходимость в тарировке шлей фового осциллографа. Введение «обратной» связи по световому потоку приведет к повышению стабильности

40 градуировки пирометра во времени.

243894

И 5

Фиг.!

Составитель В. Агапова

Редактор Ю. Гофман

Техред Л. Я. Левина Корректоры; Е. Ласточкинд и В. Петрова

Заказ 2453у9 Тираж 480 Подписное

ЦБИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мшшстров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2