Цифровой пирометр спектрального отношения

Цифровой пирометр спектрального отношения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (ii>970128 (6!) Дополнительное к авт. свод-ву (22) Заявлено 03. 04. 81 (21) 3274414/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30108? Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 30 ° 10 ° 82

151) М. Кп.з

G 01 J 5/60

G 01 0 5/12

Государственный комитет

СССР по делам изо6ретений и открытий (S3) УДК 536. 521..082:536.6

088. 8) " - ЯР Д.» д (72) Авторы изобретения

Б.И.Блажкевич, В.Г.Зубов и A Л.Хлюнев (71) Заявитель

Физико-механический институт АН Украинской CCP (54) ЦИФРОВОЙ ПИРОМЕТР СПЕ1(ТРЕЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ

Изобретение относится к радиаци онной термометрии, точнее к устройствам измерения цветовой температуры бесконтактным методом по тепловому излучению, и может быть использовано, например, в металлургической промышленности.

Известен пирометр спектрального отношения, содержащиймодулятор светового потока, состоящий из оптической системы с кадровыми окнами и обтюратора со светофильтрами, электродвигатель, приемник излучения, предварительный усилитель, ключи, пиковые детекторы с автоматическим сбросом, интегрирующие

;кС-цепочки, дифференциальные усилители, трехполюсные аналоговые ключи, схему сравнения, триггер со счетным входом, измерительную схему, формирователь импульсов, одновибратор ь13.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является пирометр спектрального отношения, содержащий модулятор светового потока, приемник излучения, блок синхроимпупьсов, усилитель, ключи, амплитудные детекторы, преобразователь логарифма отношения двух напряжений в интервал времени, состоящий из ключа, схемы сравнения и параллельной йС-цепочки, триггер, блок задания временных интервалов и измеритель частоты t 2).

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, обусловленное большей длительностью интервала времени, необходимого для подсчета импульсов, число которых ,пропорционально измеряемой температуре.

Цель изобретения — повышение быстродействия пирометра спектрального отношения.

Поставленная цель достигается тем, что в пирометр, содержащий блок преобразователей интенсивности монохроматического излучения в напряжения и блок индикации, дополнительно введены последовательно соединенные блок преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, блок определения участка аппроксимации и блок управления, состоящий из дешифратора, соединенного со счетчиком команд, распределителя тактовых импульсов, соединенного по выходам со счетчиком команд и счетчиком адреса памяти, 970128 причем ныход блока преобразователей интенсивности монохроматического излучения в напряжения соединен с входом блока преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, первый выход последнего подсоединен к введенному блоку определения результата измерения, выход которого соединен с распределителем тактовых импульсов, а входы — с группой выхо-. дов дополнительного блока памяти и управляющими выходами дешифратора, и второй выход - к блоку индикации, соединенному также с дешифратором, при этом выходы счетчика, адреса памяти подключены к первой группе входов блока памяти, второй и третий выходы которого соединены с блоком определения участка апроксимации и распределителем тактовых импульсов, а второй вход— со счетчиком адреса памяти и дешиф ратором, управляющие выходы дешифратора подключены к блоку определения участка аппроксимации, к блоку преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, к блоку преобразователей интенсивности монохроматического излучения в напряжения и к блоку индикации.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройстварна фиг. 2 — диаграммы, поясняющие выполнение аппроксимации передаточной функции пирометра.

Цифровой пирометр спектрального отношения содержит блок 1 преобразователей интенсивности монохроматического излучения, блок 2 индикации, блок 3 преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, блок 4 определения участка аппрокси мации, блок 5 определения результа- та измерения, блок б памяти, блок 7 управления, состоящий из дешифратора 8, счетчика 9 команд, распределителя 10 тактовых ичпульсов, счетчика 11 адреса памяти.

Вместо вытекающей из закона

Вина-Планка зависимости к (О Vg)g- (О„/Vz) .к- Ь

k ( (, к- к- ug

V /

Обозначая получаем =>к E

:Для отдельных интервалов температур „:,, t< ) определяются цифровые значения коэффициентов Ок, Е„; к = 1, 2,..., п, которые вместе с вйчисленными значениями (И записываются в

1, Ц",Ф блок б памяти и хранятся а, нем постоянно.

35 устройство работает следующим образом. управляющие сигналы, определяющие последовательность выполняемых операций, вырабатываются дешифратором 8

4Q в соответствии с состоянием счетчика 9. Состояние счетчика 9 изменяется импульсом, поступающим с соответствующего выхода распределителя 10.

С началом измерения температуры

45 управляющие сигналы, вырабатываемые блоком 7, определяют последовательность выполняемых операций.

Напряжения с выходов блока 1 поступают на входы блока 2, поеобразую щего отношение напряжений -1 в циф0

Ug ровой код. Полученный код поступает на первые группы .входов блока 5. Одновременно происходит считывание иэ блока б значения — ), onpe/ Uq1

М)о деляющего нижнюю" границу ср интервала измеряемых температур (t „ которое поступает на вторую группу входов блока 4, в котором производится сравнение действительного зна. чения 0 со значением (" . если величийа 7(— 1, т. е . иэмеОа Мо ряемая величина меньшего нижнего предела измерения, дальшейшне опера65 ции не выполняются и на блоке 2 эа2 —: сю

Ье (О,/(/,) .Мн(Л,/А ) где >U

Йнная., Действительную зависимость температуры от отношения напряжений аппраксимируют функцией

Ь (О,/ОД В с определенными в результате измере-, ния двух различных температур коэф" фициентами аппроксимации А и В, на основании которой для дискретных значений t„, к = О, 1, 2,..., n однократно вычислят соответствующие

/U 1 им значения — „), к = О, 1, 2,. ° .

10 )к

При этом на основании, фиг. 2 находят аппроксимируящую функцию для К5 го участка

f0 которая приводится к виду (Оа)„(О ) .4+„ „() =1„, 970128

Формула изобретения

Ю Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 576503, кл. С 01 J 5/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР 6S 9 800684, кл. G 01 J 5/00, 1980. горается индикатор "Выход за пределы диапазона". Если — с — ), знаU» (0»

u„4.). чение счетчика 11 увеличивается на единицу и происходит считывание

;/ U».» из блока б значения Ол, Е„, gU j» äëÿ первого участка аппроксимац и. выбранные значения Ол и Ел поступают соответственно на вторую и третью группы входов блока 5, а значение

М/ИД, — на вторую группу входов лока 4, в котором производится. сравнение действительного значения

0» /U»1 — со значением -Π— . В случае, если с(), т.е. значение,/И

И

О (u„)л не находится на первом участке аппроксимации, значение счетчика 11 увеличивается на единицу и происходит. считывание значений D«Ew ( ц

"(Х, к для следующего участка аппроксимации (к = 2) .Такой процесс происходит до тех пор, пока не выполнится условие

U» ГU» — — ) . В этом случае блок 4

U2 О». k вырабатывает сигнал, который поступает на соответствукщий вход распределителя 10. Выработанный им тактовый юлпульс увеличивает значение счетчика 9 на единицу. На соответствующем выходе дешифратора 8 появляется сигнал, блокирующий считывание из блока б. На блок 5 поступают управляющие сигналы, по которым поступающее из блока б значение О» перемножается с цифровыч кодом отношения . -, а результат умножения

% суюлируется с поступающим иэ блока значением Е . На второй группе выходов блока 5 появляется Мод результата,измерения температуры t = О» -Ол-+е„ который после поступления соответствующего управляющего сигнала высвечивается блоком 2.

О» О»

Естественно, что.если и-<(-0-)»» то измеряемая величина превышаеЪ " верхнюю границу t диапазона измерения to tn)è в таком случае на блоке 2 загорается индикатор "Выход за предел диапазона".

Быстродействие предлагаемого устройства определяется временем преобразования отношения U»(0

В устройстве-прототипе быстродействие определяется интервалом време- ни hei>(t„+ atg), где .М» — время, затрачиваемое на нахождение логарифма отношения напряжений „ и, Оа

Л ((A j †: ааданнна отрезок времени. При этом длительность интервалов времени b+» и b+g измеряется единицами ..лиллисекунд.

Сопоставляя быстродействие устройства-прототипа и предлагаемого устройства можно сделать вывод, что быстродействие настоящего устройства гораздо выше.

Таким образом, изобретение позволяет значительно ускорить процесс

10 измерения цветовой температуры.

15 цифровой пирометр спектрального отношения, содержащий блок преобразователей интенсивности монохроматического излучения в напряжения и блок индикации, о т л и ч а ю щ и и

2О с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно вв едены последователь но соединенные блок преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, 25 блок определения участка аппроксимации и олок управления, состоящий из дешифратора соединенного со счетчиком коланд, распределителя тактовых жлпульсов, соединенного по выходам со счетчиком команд и счетчиком адреса

З" памяти, причем выход блока преобразователей интенсивности монохроматического излучения в напряжения соединен с входси блока преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, первый выход последнего подсоединен к введенному блоку определения результата измерения, выход которого соединен с распределителем тактовых импульсов, а входы — с

46 группой выходов дополнительного блока памяти и управляющими выходами дешифратора, и второй выход — к блоку индикации, соединенному также с дешифратороМ, при этом выходы

45 счетчика адреса памяти, подключены к первой группе входов блока памяти, второй и третий выходы которого соединены с блоком определения участка аппроксжлации и распределителем у тактовых импульсов, а второй вход— со счетчиком адреса памяти и дешифратором, управляющие выходы дешифратора подключены к блоку определения участка аппрокси:лации, к блоку преобразования отношения двух напряжений в цифровой код, к блоку преобразователей интенсивности лонохроматического излучения в напряжения и блоку индикации.

970128

trf/è2 (Г1/Щ) (/trh

Ф/ й)п

Фи8. 2

Составитель A. Старостина редактор, С. Тараненко Техред Т.Фанта Корректор Г. Огар

Заказ 8372/48

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ян

М/®к

Тираж 887 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5