Устройство для дистанционного измерения температуры

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт. св. 945682, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях длительной эксплуатации, в него введен дополнительный отрезающий светофильтр, установленный с возможностью перемещения между источником света и входным торцом световода, причем полоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента . СлЭ о Oi о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«е сю

3(SD G 01 K 11 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 945682 (21) 3416053/18-10 (22) 30.03.82 (46) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72) Ю.А. Комаров, М.M. Марков,,А.Ю. Конкин, Е.Д. Васенков и В.Н.Igeлущенко (71) Всесоюзный научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 945682, кл. G 01 Ê 11/12, 02.10.80. (54) (57) УСТРОИСТВО jPISI ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт. св. М 945682, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях длительной эксплуатации, в него введен дополнительный отрезающий светофильтр, установленный с возможностью перемещения между источником света и входным торцом световода, причем полоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента .

1030667

Изобретение относится к термометрии.

По основному ант. св. Р 945682 известно устройство для дистанционНого измерения температуры, используемое для контроля температуры в труднодоступных участках силовых трансформаторов при длительных н непрерывных режимах работы. Это устиойство содержит светодиод, подключенный к выходу управляемого гене- о ратора импульсов, два фотоприемника, соединенные соответственно с усилителями, подключенными к интегрирующим операционным преобразователям, один иэ которых подключен к управ- 5 ляемому входу генератора, а другой к регистратору, отрезающий светофильтр, установленный перед фотоприемником канала управления светодиодом, а также термочувствительный элемент, соединенный световодами со светодиодом и фотоприемниками и выполненный в виде полупроноднико.вой пластины, Размещенной на .части основания поворотной призмы, на другой части оанонания которой расположена стеклянная пластина.

Для улучшения точности измерения температуры устройство выполнено с двумя идентичными каналами — измерительным и опорным, каждый иэ ко- ЗО торых состоит иэ оптической части и электронно-измерительной схемы, причем электронно-измерительная схема снабжена блоком термостатирования.

Цель изобретения — повышение точ- 5

,ности измерения в условиях длительной эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что.н устройство для дистанционного измерения темпеРатуры вве- 4О ден дополнительный отрезающий светофильтр, установленный с воэможностью перемещения между источником света и входным торцом световода, причем полоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть 45 спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента.

Йа чертеже представлена блок-схе- д ма устройства для дистанционного измерения температуры.

Устройство содержит источник 1 света (светодиод ), подключенный к выходу управляемого генератора 2 импульсов и соединенный световодом 3 с полупроводниковой 4 и стеклянной

5 пластинами, которые размещены на основании стеклянной поворотной призмы б и соединены снетоводами 7 и 8 соответственно с отрезающим 60 светофильтром 9, установленным перед .фотоприемником 10 и с фотоприемником 11. Фотоприемники 10 и 11 подключены к усилителям 12 и 13, которые вместе с интегрирующими операЫионными преобразователями 14 и 15, блоком 16 термостатирования с датчиком 17 температуры образуют двухканальную электронно-измерительную схему. Усилители 12 и 13 выполнены по схеме с регулируемым коэффициентом усиления. Выход интегрирующего операционного преобразователя 15 подключен к входу регистратора 18.

Для поверки устройства между источником 1 света и входным торцом световода 3 установлен с возможностью перемещения дополнительный отрезающий светофильтр 19, полоса пропускания которого включает н себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупронодниконого термочунствительного элемента 4.

Воздействия нестабильностей и помех на измерительный канал передачи информации компенсируются в этом устройстве за счет измерения величины этих нестабильностей и помех в опорном канале, и регулировкой амплитуды длительности или частоты) импульсов генератора, подключающих светодиод.

При условии пропорционального изменения неличины нестабильностей и помех в измерительном канале (Kн и,1 и в опорном канале (Кн,ь) их отно— н.ои. шение постоянно и не выэйвает ощутимых погрешностей измерения, так как отношение этих величин К K иъ н,опт учитывается при градуировке прибора.

Однако при промышленном производстве приборов и при длительных режимах их эксплуатации воздействия нестабильностей и помех на измерительный и опорный каналы (особенно на их оптические части) не всегда пропорциональны, так как поломки волокон световодов, пронреждения соеди некий элементов датчика температуры, повреждения поворотной призмы нестабильности спектральных характеристик фотоприемников и пр. в двух каналах не идентичны, т.е. отношение величин нестабильностей и помех измерительного и опорного каналов является величиной непостоянной н.иъ в большинстве случаев — QC0YI5t. ! нов.

Это приводит в большинстве случаев к соответствующей погрешности измерения температуры, превышающей требуемые пределы.

Световоды 3, 7 и 8 размещены в чехле из фторопластоной пленки 20.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы светового потока от светодиода 1 через световод 3 поступают к полупроводниковой 4 и стеклян ной 5 пластинам и далее через поворотную призму б, вновь пройдя полу1030667

Составитель B. Голубев

Редактор Л. Гратилло Техред A.Ач Корректор Г. Огар

Заказ 5193/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 проводииковую 4 и стеклянную 5 пластины, выходят по световодам 7 и

8. Импульсный световой поток, вышедший из световода 7, соединенного со стеклянной пластиной 5 через отрезающий светофильтр 9, поступает на фотоприемник 10, а с фотоприемника

10 электрические импульсы, усиленные усилителем 12, преобразуются в постоянное напряжение интегрирующим преобразователем 14, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора 2 импульсов, образуя опорный сигнал.

Импульсный световой поток, выаедший из световода 8, соединенного с полупроводниковой пластиной 4, посту. пает непосредственно на фотонриемник

11, а с фотоприемника 11 электрические импульсы, усиленные усилителем

13, преобразуются в постоянное напряжение интегрирующим преобразователем 15, выход которого подклюяен к регистратору 18, образуя измерительный канал.

Так как светодиод 1 имеет спектр излучения, соответствующий краю полосы поглощения полупроводникового термоэлемента 4 во всем диапазоне измеряемых температур, то в измерительном канале будет присутствовать информация об измеряемой температуре и погрешность изме рения, вызванная нестабильностью величины отношения коэффициентов передач измерительного и опорного

5 каналов.

После первичной градуировки прибора на регистраторе 18 фиксируют сигнал, величина которого соответствует отношению коэффициентов переда19 чи измерительного и опорного каналов.

Для этого дополнительный отрезающий светофильтр 19 вводится в апертуру световода 3.

Величина сигнала, соответствующая отношению коэффициентов передач измерительного и опорного каналов, периодически (1 раэ, например, в квартал) поверяется, а отклонение ее от зафиксированного значения может быть устранено, например, путем регулировки коэффициента усиления усилителя 13, Предлагаемое устройство позволяет значительно улучшить метрологические характеристики устройства для

25 .дистанционного измерения температуры за счет обеспечения высокой точности измерения при промышленной эксплуатации приборов на силовых трансформаторах.