Способ измерения температруы

Способ измерения температруы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

вна

ОП И(А

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 06.07,78 (21) 2641816/18 25 с присоединением заявки № (23) П риоритет (51)M. Кл, G 01 J 5/00

Веудерстеенный комитет

СССР не делам изобретений н открытий (53) УДК 535.233 (088.8) Опубликовано 30.12.79. Ьк>ллетень №48

Дата опубликования описания 30,12,79 (72) Авторы изобретения

А. И. Самсонов и А. Н. Колесниченко (71) Заявитель

Московский лесотехнический институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ Т ЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области измеренйя температуры тел с непрерывным спектром излучения.

Известны способы измерения температуры, основанные на сравнении импульсов, пропорцио5 нальных энергиям излучения в двух участках спектра путем формирования экспоненциальных электрических сигналов с последующим вы* делением напряжения, пропорционального логарифму отношения укаэанных выше импульсов (1), (2). !

О

Эти способы не обеспечивают достаточной

- точнос ги.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения

15 температуры, основанный на сравнении сигналов, амплитуды которых пропорциональны энергиям монохроматических излучений, путем формиро- . вения одного электрического импульса с экспоненциально спадающим фронтом и фиксирования момента времени достижения напряжения сравнения, соответствующего второму сигналу (3).

Недостаток, такого способа состоит в огра.ниченном диапазоне измерения, так как один из сравниваемых сигналов (экспоненциальный) должен быть больше другого.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют временной интервал между моментами уравнивания первого и второго сигналов с напряжением сравнения, интервал времени между моментами уравнивания второго и последующего сигналов, аналогичного первому, с напряжением сравнения, и по разности полученных интервалов судят о температуре, По предлагаемому способу, кроме расширения диапазона измерений, увеличивают в два раза чувствительность, а Следовательно и точность, 1dK как измеряют разностный сигнал, содержащий в уменьшаемом и вычитаемом информацию о температуре с разными знаками, Этим способом измеряют яркостную спектрального отношения и двойного спектрального отношения температуры.

На чертеже изображена диаграмма, показывакщая экспоненциально спадающие импульсы

1, 2 и 3, величина которых, допустим, пропор7067! 2

3 циональпа монохроматическим яркосгям эталонного источника (импульсы и 3) и измеряемого объекта (импульс 2).

Согласно приближению Вина лркостную температуру можно записать как

4 Х !3оП ,где Тх и Т и — яркостные температуры;

Ьх и Ь „— яркости исследуемого объекта и эталона соответственно;

Х вЂ” эффективная длина волны;

Сз — постоянная формулы Планка.

Временные интервалы между моментами сравнения экспонент с уровнем сравнения U равны Ь оп.

Ч 12 О ЭЫ Ь У (Z)

К .где, — промежуток времени между поступо лениями импульсов, <> — постоянная времени цепи формирования экспоненты, Тогда разность временных интервалов

С =2% Cll— ф,щ, (4)

12 23 э Ъх

После преобразования имеем

Измеряемая этим способом разность временных интервалов равна логарифму отношения

-с =с ен —, (8)

t31tl3

12 2 Э

„2 а следовательно и измеряемой температуре.

Фотоэлектрический пирометр частичного излучения (яркостный) по предлагаемому способу построен следующим образом. Излучения от объекта измерения и от эталонного источ10 ника сравнения (пирометрической лампочки

1 постоянного накала) поочередно поступают на приемник излучения через щели вращающегося обтюратора . Перед приемником излучения, в качестве которого используют фотоэлектронный

15 умножитель, установлен светофильтр. Эффективную длину волны пирометра формируют совместно спектральные характеристики, светофильтра и фотокатода. Фотоэлектрический умножитель соединен своим выходом с интег20 ратором, который формирует экспоненциальные импульсы. 3а интегратором установлено пороговое устройство (триггер Шмидта). Пороговое устройство фиксирует моменты равенства экспоненты уровню сравнения. Для измерения разности смежных временных интервалов используют реверсивный счетчик с генератором заполнения, которым управляют импульсами с порогового .устройства..

Для измерения цветовой температуры спектрального отношения на входе приемника излучения формируют импульсы, пропорцинальные монохроматическим яркостям объекта в одном участке (пусть это импульсы 1 и 3) и в другом участке спектра (импульс 2).

Формула пирометра спектрального отношения, основанного на предлагаемом способе измерения. следующая:

С, 4

1х 23 э л Etq ) (б) где Л вЂ” эффективная длина волны цветового пирометра;

Т вЂ” измеряемая цветовая температура;

А — постоянная величина, Для измерения температуры двойного спектрального отношения на входе приемника излучения формируют импульсы, пропорцинальные монохроматическим яркостям в трех участках спектра, например *синий" (импульс 1), "зеленый" (импульс 2), красный" (импульс 3) .

Измеренная цветовая температура пропор циональна логарифму отношения

4 tl Ъ.ь г. . (7)

Ъ где Ь, Ьэ, Ьз — яркости "синего", "зеленого" и "красного" импульсов соотвественно.

Элекронная часть пирометра спектрального и двойного спектрального отношения построена точно так же, как и у яркостного пирометра, а изменения внесены в оптическую часть. В обтюраторе установлены светофильтры, 35 которые монохроматизируют излучение объекта в двух (пирометр спектрального отношения) и в трех (двойного спектрального отношения) участках спектра. Пирометрическая лам40 почка и светофильтр перед фотоэлектрическим умножетелем отсутствуют, Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерять яркостную, спектрального и двойного спектрального отношений температуры в широком диапазоне входных воздействий, 45 не ограниченном соотношением сигналов. Измерение яркостной и спектрального отношения температур производится с повышенной вдвое чувствительностью.

Формула изобретения

Способ измерения температуры, основанный на сравнении сигналов, амплитуды которых

55 пропорциональны энергиям монохроматических излучений, путем формирования одного сигна-ла в виде электрического импульса с экспоненциально спадающим фронтом и фиксиро706712

Составитель Л. Латыев

Редактор Т. Рыбалова Техред М. Келемеш Корректор И. Михеева

Заказ 8207/35 Тираж 766 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытии

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

-4—

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 валия момента времени достижения напряжения сравнения, соответствующего второму сиг- налу, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения темпе- ратуры, измеряют временной интервал между моментами уравнивания первого и второго сигналов с напряжением сравнения, интервал времени между моментами уравнивания второго и последующего сигналов, аналогичного перво,I му, с напряжением сравнения, и по разности измеренных интервалов судят о температуре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гордов А, H. Основы пирометрии. М., "Металлургия", 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Р375498, кл. 6 01 1 5/60, 1973.

1о . 3. Авторское свидетельство СССР МЧ88066, кл. G Ol J 5/60, 1967.