Устройство для измерения температуры раскаленных тел

Устройство для измерения температуры раскаленных тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

X 42330

Класс 42i, 8 3

АВТОКИК 03ИД(ЦДЫЦ9 ИII ИЗИИПНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для измерения температурь раскаленных тел.

К авторскому свидетельству Н. В. Олехновича, заявленному 25 ноября

1933 года (спр. о перв. № 138029).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 марта 1935 года. (258) Настоящее изобретение касается измерения температуры раскаленных тел по принципу оптического сравнения яркости исследуемого тела, имеющего неизвестную температуру, с яркостью нагретого до известнои температуры тела, например, с яркостью тела накала электрической лампы. 1

Сущностью изобретения является устройство, позволяющее объективным путем определять температуру раскаленных тел при посредстве фотоэлемента и обтюратора, производящего попеременное освещение фотоэлемента, то от исследуемого раскаленного тела, то от нити накала лампы. При этом в устройстве применена такая схема включения фотоэлемента и лампы накаливания, что яркость нити -накала лампы устанавливается автоматически соответственно яркости исследуемого раскаленного тела.

На чертеже изображена общая схема устройства согласно изобретению.

Устройство состоит из расположенной перед раскаленным телом 1 оптической системы 2 с диафрагмой, имеющей отверстие 3 для прохода световых лучей от тела на фотоэлемент 5. Перед фотоэлементом находится монохроматический фильтр 4. Перед фотоэлементом расположена также лампа накаливания б за ширмой с отверстием 9, а также обтюратор 7, вращаемый электродвигателем 8.

Обтюратор попеременно пропускает на фотоэлемент свет то от тела, то от лампы накаливания.

В цепь фотоэлемента 5 включены параллельно два сопротивления 10 и 11, причем с последним включен последовательно конденсатор, в свою очередь включенный в цепь сетки усилительной лампы 12. Усиленное лампой 72 напряжение поступает на другую усилительную лампу 73, цепь сетки которой может периодически, и, именно синхронно с вращением обтюратора 7, закорачиваться с помощью коммутатора 14, установленного на оси электродвигателя 8.

В цепи анода усилительной лампы 73 включена обмотка реле 17, производящего управление цепью питания моста 75 от источника 78. Мост составлен из четырех равных сопротивлений, к противоположным вершинам его присоединена цепь питания лампы б от источника 19. В цепь питания лампы б также включен измерительный прибор 16, например, амперметр.

От тела 1 с неизвестной температурой свет через оптическую систему 2, отверстие 3 диафрагмы и монохроматический фильтр 4 попадает на катод фотоэлемента 5. На этот же фотоэлемент попадает свет от калиброванной лампы накаливания б через отверстие 9. Обтюратор 7, вращаемый двигателем 8, поочередно прерывает идущий к фотоэлементу свет то со стороны лампы 6, то со стороны тела l. Если оба световых потока равны, то при вращении обтюратора фотоэлемент остается одинаково освещенным. Если же температуры нити накала лампы 6 и тела 1 становятся неодинаковыми, то становятся неравными световые потоки и фотоэлемент будет освещаться меняющимся по величине световым потоком, Это поведет к тому, что по сопротивлению 10 в цепи фотоэлемента пойдет ток, меняющийся по величине. По сопротивлению же 11 пойдет только переменная составляющая, а постоянная составляющая не пойдет, так как в цепи сопротивления ll стоит конденсатор.

Эта переменная составляющая усиливается электронной лампой 12, а усиленное напряжение подается ко второй усилительной лампе 13, сетка которой периодически закорачивается коммутатором 14, установленным на оси двигателя 8.

При неравенстве световых потоков, а следовательно и температур, могут быть два случая: 1) световой поток от лампы 6 больше, чем от тела 1 и 2) световой поток от лампы 6, меньше, чем от тела 1; при этом фазы получаемого переменного тока очевидно будут отличаться на 180 . Так как коммутатор 14 установлен на одной оси с обтюратором 7, то легко осуществить следующее условие. Положительная полуволна переменного тока попадает на сетку лампы

13 только в том случае, если световой поток от лампы 6 больше, чем от тела 1.

В последнем случае анодный ток лампы

13 возрастает и реле 17 замыкает цепь питания моста 15 из четырех равных сопротивлений. Сопротивления моста выбраны так, что проходящий через них ток значительно их подогревает и сопротивления их увеличиваются.

Мост 15одновременно включен в цепь лампы 6 и следовательно, при включении реле 17, ток через лампу 6 упадет до того значения, когда световые потоки опять сравнятся и переменная составляющая тока в сопротивлениях 10 и 11 станет равна нулю.

Необходимо отметить, что из-за свойств равноплечего моста ток из цепи

19 и обратно переходить не будет. Восстановленное равенство световых потоков поведет к выключению контактов реле 17 и к остывзнию сопротивлений моста 15. Очевидно, что процесс выключения реле 17 и нагрев моста !5 будут непременно повторяться при достаточно чувствительном реагировании прибора на разницу освещения; среднее значение силы тока, проходящего через лампу 6, установится соответственно температуре тела 1. Амперметр 16 следовательно будет показывать силу тока в зависимости от температуры тела 1 и может быть проградуирован в градусах температурной шкалы. Если поставить регистрирующий амперметр 16, то прибор будет работать в качестве измерителя и регистратора.

Как и каждый прибор для измерения температуры предлагаемый прибор может работать лишь в известном диапазоне температур. Нижним пределом этого диапазона будет температура, при которой тело начинает светиться, а верхним пределом будет та температура, при ко торой сила света от тела 1 равняется силе света лампы 6 при нормальном на. кале, так как когда сила света от тела 1 станет равной ббльшей силе, чем могущая быть полученной от данной лампы 6, реле 17 срабатывать не будет, яркость лампы 6 не изменится и никакого изменения не произойдет. Это крайнее положение при верхнем пределе температуры не следует смешивать с могущим возникнуть подобным положением при температурах, находящихся внутри диапазона измерения. Так, если реле 17при какой-то температуре тела 1, находящейся внутри диапазона измерений, сработало, сопротивления моста нагрелись, накал лампы

6 уменьшился, а тело 1 в это время по какой-либо причине стало интенсивно нагреваться, то в результате получится такое положение, что световой поток от лампы 6 станет меньше, чем от тела 1.

В таком случае реле 17 включится и останется включенным до тех пор, пока мост 15 достаточно не остынет, а ток через лампы б и световой поток от нее при этом усилятся, и когда настанет момент, что световой поток от лампы 6 станет немного больше, чем от тела 1, снова сработает реле 17 и произойдет замер нового значения температуры тела.

Если же температура тела возрастает так, что световой поток от него сделается больше, чем от лампы б при полном накале, то реле 17 не будет совсем включаться, мост 15 остынет до низкой температуры, ток через лампу вырастет до максимального значения, соответ:ствующего предельному значению диапазона температуры, которая может измеряться данным прибором.

Ясно, что если взять лампу 6 большой силы света, возможно диапазон измерения расширить, а для каждого отдельного случая можно подобрать .лампу так, что верхний диапазон перекрываться совершенно не будет.

Очевидно, если убрать из схемы мост 15, а силу тока, проходящего через лампу 6, установить постоянной величины, соответствующей какой-либо заданной температуре тела l, то реле 17 может, непосредственно включая нагревание тела 1, поддерживать его температуру постоянной, равной температуре заданного значения. Следовательно прибор будет работать в качестве регулятора температуры.

Предмет изобретения.

1. Устройство для измерения температуры раскаленных тел путем сравнения яркости их с яркостью нити накала электрической лампы, в цепь которой включен электроизмерительный прибор, l отличающееся тем, что, с целью автоматической установки яркости нити накала лампы соответственно яркости раскаленного тела, применен попеременно при посредстве обтюратора 7 освещаемый от раскаленного тела 1 и лампы б фотоэлемент 5, управляющий регулированием яркости нити накала лампы б.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что фотоэлемент 5 включен в цепь усилителя через конденсатор, с целью приведения в действие включенного в выходную цепь усилителя реле 17 только при неодинаковом освещении фотоэлемента 5 со стороны тела 1 и лампы б.

3. Форма выполнения устройства по пп, 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью соединения сетки лампы 13 усилителя с цепью анода предыдущей лампы 12 лишь когда яркость нити накала лампы б больше яркости раскаленного тела 1, применен насаженный на одной оси с обтюратором 7 коммутатор !4.

4. Форма выполнения устройства по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что для регулирования силы тока в цепи лампы 6 применен мост Уитстона 15, в одну диагональ которого включен источник тока, питающий лампу 6, а в другую— источник тока, служащий для нагрева сопротивлений моста и включаемый при помощи реле 17..Е авторскому свидетельству Н. В. Олехновичь N 4233О

Эксперт А. В. Уткин

Редактор А. М. Cadypeaaoe

Корректор Н. В. Неменко

Тип. „Печатыый Труд . Зак. 3231 — 40С