Устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел
УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИЯ СЕРЫХ ТЕЛ, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника излучения, два усилителя и блок деления , а также регистратор,.о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повьппения надежности его работы, в него введены последовательно соединенные коммутатор , функциональный делитель Напряжения , блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления , выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока дзления, второй вход которого соединен с одним из усилителей, (Л а его выход соединен с регистратором. с г
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
ONINI
РЕСПУБЛИК ае аи; з@р G 01 J 5/10
Ф
ОПИСАНИЯ ИЗ0БРКтк
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м, . ,ч/
ГО ЭДАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР
ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3535037/18-25 (22) 10.01.83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) Б.С. Игнатьев, А.Д. Динкель, В.Н. Зуев и К.В. Дерягин (71) Пермский политехнический институт (53) 536.35(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
М 412496, кл. С 01 J 5/00, 1974.
2. Поскачей А.А., Чубаров Е.П.
Оптико-электронные системы измерения температуры. М., "Энергия", 1979, с. 141 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ
СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ИЗЛУЧЕНИЯ
СЕРЫХ ТЕЛ, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника излучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности его работы, в него введены последовательно соединенные коммутатор, функциональный целитель flRIlpH ження, блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока деления, второй вход кото- Е рого соединен с одним из усилителей, а его выход соединен с регистратором.
1096506
- 2/, U„=К„E1C1 Л„e
2l 2
02=К 2С Л е
2 2 2 2 где К и К вЂ” коэффициенты пропорцио1 2 нальности;
Л и Л - длина волны излучения, 2 о выделяемая монохроматическими фильтрами;
Изобретечие относится к радиационной пирометрии и может быть использовано при проведении теплофиэических исследований различных материалов.
Известно устройство, содержащее 5 объектив, вольфрамовый эталон, термопару, фотоприемники, следящую систему, направляющие зеркала, модуляционное устройство, монохроматор, фазочувствительный усилитель, исполнитель ный механизм, генератор ультразвуковых колебаний, усилитель мощности, автоматический потенциометр. По найденным истинным значениям температур и известному спектральному коэффициенту черноты эталона вычисляется коэффициент черноты излучения объекта (1 ).
Это устройство содержит эталон черноты и элементы, необходимые для измерения истинной температуры объектов, что значительно его усложняет.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра, два приемника из- 30 лучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор.
Устройство содержит также блоки вычитания и блоки логарифмирования.
Устройство позволяет определять истинную и яркостную температуры, по которым находится спектральный коэффициент излучения (2).
Устройство является сложным, а 4О получаемые результаты ненадежными, так как для надежной работы устройства требуется использовать блоки преобразования сигналов, характеристики которых зависят от спектрального 45 коэффициента излучения объекта.
Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности его работы.
Поставленная цель достигается тем, 5О что в устройство, содержащее расположенные последовательно объектив, разделитель потока с системой зеркал„, два монзхроматических фильтра„ два приемника излучения, два усилителя и блок деления, а также регистратор, введены последовательно соединенные коммутатор, функциональный делитель напряжения, блок возведения в степень и дополнительный блок деления, причем второй вход блока возведения в степень подключен к выходу блока деления, выход блока возведения в степень подключен к входу дополнительного блока деления, второй вход которого соединен с одним из усилителей, а его выход соединен с регистратором.
На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел.
Устройсчво содержит объектив разделитель 2 потока с системой зеркал, два монохроматических фильтра
3 н 4, приемники 5 и 6 излучения, усилители 7, выходы .которых подключены к входам блоков 8 н 9 деления, регистрирующий прибор 10, коммутатор 1 ., функциональный делитель 12 напряжения, блок 13 возведения в степень, выход которого подключен к дополнительному блоку 8 деления, двигатель 14.
Устройство работает следующим образом.
Излучение от нагретого объекта проходит через объектив 1, делится ,на два разных потока Ф„ и Ф с помощью разделителя 2 потока — делительной призмы с системой зеркал, которые попадают на два приемника
5 и 6 излучения через монохроматические светофиль1ры 3 и 4. Усиленные усилителями 7, сигналы О„ и U подаются на вход блока 9 деления, который формирует выходной сигнал 03, пропорциональный отношению О„ /V, В ка2 честве по(леднего могут быть применены логарифмический делитель или блок деления аналоговых вычислительных машин.
Значение U> может быть определено следующим образом.
Учитывая, что значение сигналов
3 1096 — коэффициенты излучения нагретого тела при длинах волн и Я2 температура нагретого тела; 5 оптические постоянные, значения сигнала выра 1 2
СиС получим для жение
Е, /1, -5 т Л U =К вЂ” Е Э ЗЕ, я2 Составитель Л. Латыев Редактор P. Цицика Техред М.Кузьма Корректор Л. Шеньо, Заказ 3789/29 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где К вЂ” коэффициент пропорциональ3 ности Функциональный делитель 12 напряжения вырабатывает сигнал О, пропорциональный к О4 4Д,1 2 1 где К вЂ” коэффициент пропорциональ4 ности функционального делителя напряжения. Это объясняется тем, что излучение проходит через один иэ монохроматических фильтров 3, пропускающих иэ25 лучение с известной длиной волны /1 11 попадает на приемник 5 излучения. Набор фильтров 3 установлен в диске, который вращается с помощью двигателя 14. На оси диска установлен коммута- З0 тор 11, который синхронизирует подключение соответствующего сопротивления функционального делителя 12 напряжения и установку монохроматического фил тра С известной длиной 35 3 против приемника 5 излучения, При этом монохроматический фильтр 4, пропускающий излучение с длиной волны установлен против приемника 6 излучения и в процессе излучения не 40 меняется, Сопротивление функционального делителя 12 подбирается таким образом, чтобы выходное напряжение, снимаемое с делителя, было пропорционально 0,1. Функциональный делитель 45 представляет собой набор параллельноsot 4 последовательно соединенных сопротивлений, Блок 13 возведения в степень возводит сигнал ll> в степень 1,, давая ня выходе сигнал О -. Блок возве,пения в степень может быть выполнен на элементах микроэлектроники и является стандартным блоком аналоговых вычислительных машин. Для получения сигнала 0, пропорционального (1 т, I производят деление сигнала 0 на сигнал /5 дополнительным блоком 8 деления. Таким образом, получаем К5 Л„с = КЯ (4 ) 2/(g 1) ® 2/(2 11 где K 5 < К вЂ” коэффициенты пропорциональности. Следовательно, сигнал 0 для серых /Г1 ,тел / " = 1 ) не зависит от темпераС - ( .г туры излучающего объекта и пропорционален степени его черноты, которая фиксируется регистрирующим прибором 10, Таким образом, благодаря введению в устройство для измерения спектрального коэффициента излучения серых тел коммутатора, функционального делителя напряжения, блока возведения в степень и дополнительного блока деления, соединенных особым образом, устраняется необходимость использования сложного оборудования для измерения истинной температуры объекта излучения и использования блоков, характеристики которых зависят от спектрального коэффициента излучения объекта. Кроме того, устройство позволяет определить границы серости тел. С этой целью необходимо непрерывное вращение диска с набором светофильтров и фиксация изменения сигнала на регистрирующем приборе 10. Таким образом, предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности.
