Устройство для бесконтактного измерения температуры

 

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры бесконтактньт способом в непрозрачных для чгветЬёого излучения замкнутых объемах и может быть использовано в металлургии, например в сталеплавильных печах. Цель изобретения - по- BbmieHHc точности измерения температуры металлических тел, находящихся внутри оптически непрозрачных объектов путем уменьшения ошибки измерения , вносимой элементами устройства. Устройство содержит генератор зондирующих импульсов, излучающую систему 2, приемную систему 3, усилитель 4 вторичных импульсов, АЦП - 5 и 8, генератор масштабных импульсов 6, счетчик импульсов 7, блок вычисле- .( НИН 91 блок ввода данных 10 и цифровой индикатор 11. В процессе работы устройства на входы вычислительного блока поступает информация об амплитуде зондирующих импульсов, амплитуде принимаемых импульсов и информация о задержке фазы вторичного импульса относительно первого. При снятии зависимости амплитуды и фазы вторичных импульсов -от измеряемой температуры устанавливается связь между измеряемыми параметрами и измеряемой температурой. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3466923/24-10 (22) 09.07.82 (46) 23.02.86. Бюл. Ф 7 (71) Специальное конструкторское бюро по проектированию приборов и средств автоматизации Научно-производственного объединения "Аналитприбор" (72) А.С. Дадунашвили (53) 536.53(088.8) (56) Патент Великобритании В 1125013, кл. G 01 К 7/36, опублик. 1976.

Патент США N 4235107, кл. 73355 ЕМ, опублик. 1980.

Патент Великобритании У 2004655, кл. G О1 F 22/26, G 01 К 7/3, опублик. 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения температуры бесконтактным способом в непрозрачных для светового излучения замкнутых объемах и может быть использовано в металлургии, например в сталепла„„SU„„1213359 А

m)4 0 01 К 7/38 вильных печах. Цель изобретения — повышение точности измерения температуры металлических тел, находящихся внутри оптически непрозрачных объектов путем уменьшения ошибки измерения, вносимой элементами устройства.

Устройство содержит генератор зондирующих импульсов, излучающую систему 2, приемную систему 3, усилитель 4 вторичных импульсов, АЦП вЂ” 5 и 8, генератор масштабных импульсов 6, счетчик импульсов 7, блок вычисления 9, блок ввода данных 10 и цифровой индикатор 11. В процессе работы устройства на входы вычислительного блока поступает информация об ампли- @

-туде зондирующих импульсов, амплитуде принимаемых импульсов и информация о задержке фазы вторичного им- С пульса относительно первого. При сняФС тии зависимости амплитуды и фазы вторичных импульсов от измеряемой температуры устанавливается связь между измеряемыми параметрами и измеряемой температурой. 1 ил.

1213359

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для измерения температуры бесконтак .ым способом в непрозрачных для светового излучения замкнутых объемах, и может быть использовано в металлургии, например в сталеплавильных печах.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры металлических тел, находящихся внутри оптически непрозрачных объектов, путем уменьшения ошибки измерения, вносимой элементами устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, излучающую систему 2, состоящую иэ одной или нескольких катушек, создающих направленное электромагнитное поле, приемную систему 3, состоящую из одной или нескольких приемных катушек и располагаемую таким образом, чтобы исключить воздействие на нее зондирующих импульсов, усилитель 4 вторичных импульсов, первый аналогоцифровой преобразователь 5, генератор масштабных импульсов 6, счетчик импульсов 7, второй аналого-цифровой преобразователь 8, блок вычисления 9 с блоком ввода данных 10 и цифровым индикатором 11. При и"пользовании устройства в составе автоматической системы управления технологическим процессом оно также может содержать блок 12 вывода данных.

В качестве блока вычисления может быть использована любая серийная микро ЭВИ или микропроцессорный комплект с блоком ввода данных по нескольким каналам, обеспечивающие выполнение обычных арифметических расчетов по соответствующей программе.

Устройство работает следующим образом.

Излучающая система 2 катушек устанавливается перед объектом, температуру которого необходимо контролировать, например с внешней стороны плавильной печи, на таком уровне, чтобы зондирующие импульсы были направлены прямо в центр расплавленного металла, и так, чтобы на пути между излучающей системой и контролируемым металлом были только огне20 практически заканчивался.

От генератора 1 зондирующих импульсов одновременно с посылкой зондирующего импульса подается сигнал для запуска генератора масштабных

2 импульсов 6, который начинает работать. Следующий сигнал генератора 1 подается на аналого-цифровой преобразователь 8 с которого информация о величине зондирующего импульса по30 дает ся в блок вычисления 9, Вторичные сигналы с выхода усилителя 4 по5

45 упорные материалы, нейтральные к электромагнитному полю.

Генератор 1 зондирующих импульсов формирует последовательность импульсов определенной амплитуды и длительности, которая поступает на излучающую систему. Излучающая система катушек создает электромагнитное поле, которое индуцирует в массе металла вторичные токи, возбуж— дающие вторичные импульсы в приемной системе 3, установленной вместе с излучающей системой 2 так, что зондирующие импульсы компенсируются.

Эти вторичные сигналы с приемной системы подаются на усилитель 4.

Скважность зондирующих импульсов выбирается так, чтобы эа этот период переходный процесс в массе металла даются на аналого-цифровой преобразователь 5, который, в свою очередь, подает информацию о величине вторичных импульсов в вычислительный блок 9, Второй сигнал с второго выхода усилителя подается на генератор масштабных импульсов, который прекращает работу.

В результате количество масштабных импульсов, сосчитанных счетчиком 7 от посылки зондирующего импульса до приема вторичного импульса, будет соответствовать задержке поступления вторичного импульса, т.е. его фазе по отношению к зондирующему импульсу. Эта информация также вводится в блок вычисления.

Таким образом, в процессе работы устройства на входы вычислительного блока поступает информация об амплитуде зондирующих импульсов, амплитуде принимаемых импульсов и о задержке фазы вторичного импульса относительно первого.

Так как амплитуда вторичного импульса, а также его фаза зависят от многих факторов, например расстояния до объекта, ориентации передаю1213359

Составитель В. Куликов

Техред М.Надь Корректор Л. Пилипенко

Редактор В. Петраш

Заказ 775/52 Тираж 778 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 щих и приемных катушек, массы контролируемого металла, то перед эксплуатацией устройства, после установки, производят его градуировку. Градуировка заключается в снятии зависимости амплитуды и фазы вторичных импульсов от измеряемой температуры, измерение которой в процессе градуировки осуществляют с помощью контактно—

ro термопреобразователя. B результате снятия указанных зависимостей устанавливается связь между измеряемыми параметрами и измеряемой температурой, которая, как показывают эксперименты, в простейшем случае может быть представлена в виде линейной зависимости между измеряемой температурой и отношением амплитуд зондирующих и принимаемых импульсов или между температурой и фазой.

Блок вычисления по измеренным зна— чениям отношения амплитуд импульсов и сдвигу фазы, с учетом коэффициен— тов полученных при градуировке и введенных в его блок памяти с помощью блока ввода данных, вычисляет искомое значение температуры, При этом получаются два независимых значения измеряемой температуры, связанных как с изменением амплитуды, так и с изменением их фазы.

Возможны и другие алгоритмы нахождения измеряемой температуры, например путем сопоставления полученных результатов с градуировочными таблицами, хранящимися в блоке памяти вычислительного блока, или путем решения более сложной системы уравнений, устанавливающих связь между измеряемой температурой и измеряемыми параметрами.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения температуры, содержащее re10 нератор зондирующих импульсов, подключенный к излучающей системе катушек, приемную систему катушек, подключенную к входу усилителя, блок вычисления с цифровым индикатором и

15 блоком ввода данных, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры металлических тел, находящихся внутри оптически непрозрачных обьектов, ZO путем уменьшения ошибки измерения, вносимой элементами устройства, в него введен счетчик импульсов, два аналого-цифровых преобразователя и генератор масштабных импульсов, уп25 равляющие входы которого подключены соответственно к первым выходам генератора зондирующих импульсов и усилителя, а выход подключен к входу счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом блока вычисления, второй и третий входы которого соответственно соединены с выходами аналого-цифровых преобразо-. вателей, входы которых соответственно подключены к вторым выходам усилителя и генератора зондирующих импульсов,