Измеритель мощности излучения

 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения мощности излучения с выдачей результатов измерения в цифровом виде в сисгемах управления и контроля, в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение чувствительности и линейности. Это достигается выполнением чувствительных элементов в виде параэлектрических конденсаторов , на одну из обкладок которых нанесен слой поглотителя излучения, и подсоединением вторых выводов к общим входам обоих управляемых генераторов . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722067/25 (22) 20.07.89 (46) 30.11.91, Бюл, N. 44 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) В.М.Петров, Б.M.Ìèëèíêèñ и А.Н,Гусев (53) 621.383(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 190602, кл. G 01 J 5/60, 1966, Авторское свидетельство СССР

М 1427273, кл. G 01 N 27/02, 1988. (54) ИЗМЕРИТЕЛЪ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для изИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения мощности излучения с выдачей результатов измерения в цифровом виде в системах управления и контроля, в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Цель изобретения — повышение чувствительности и линейности, На чертеже представлена функциональная схема измерителя мощности излучения.

Устройство содержит измерительный чувствительный элемент 1. опорный чувствительный элемент 2, первый 3 и второй 4 . управляемые генераторы; смеситель 5, ключ

6, таймер 7 и индикатор 8.

Измерительный чувствительный элемент 1 подключен первым выходом к управляющему входу первого управляемого генератора 3, выход которого соединен с первым входом смесителя 5, Опорный чув„.,!Ж«, 1695125 А1 мерения мощности излучения с выдачей результатов измерения в цифровом виде в системах управления и контроля, в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Цель изобретения — повышение чувствительности и линейности. Это достигается выполнением чувствительных элементов в виде параэлектрических конденсаторов, на одну из обкладок которых нанесен слой поглотителя излучения, и подсоединением вторых выводов к общим входам обоих управляемых генераторов, 1 ил, ствительный элемент 2 подключен первым выходом к управляющему входу второго управляемого генератора 4, выход которого соединен со вторым входом смесителя 5, ВТорые выходы измерительного чувствительного элемента 1 и опорного чувствительного элемента 2 соединены между собой и подключены к общим-входам первого 3 и второго 4 управляемых генераторов.

Выход смесителя 5 соединен с информационным входом ключа 6, подсоединенного управляющим входом к выходу таймера 7 и выходом — ко входу индикатора 8, Принцип действия измерителя мощности основан на измерении разности температур параэлектрических конденсаторов, возникающей вследствие воздействия измеряемого излучения на измерительный конденсатор, находящийся при той же температуре окружающей среды, что и опорный конденсатор, с преобразованием этой раз1695125

С

T— - О

=Q(T — 8), RC ности температур в частоты управляемых генераторов 3 и 4 и с выделением разностной частоты в смесителе.5, которая после этого преобразуется в цифровой сигнал, пригодный для его отображения на индикаторе или для передачи этого сигнала в систему управления. Получение разности температур конденсаторов обеспечивается благодаря использованию покрытий на одной из обкладок, которые позволяют преобразовать мощность регистрируемого излучения в тепловую энергию, которая, в свою очередь, приводит к изменению температуры Т, Измеритель мощности излучения работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии мощности измеряемого излучения на обкладке с поглотителем измерительного чувствительного элемента 1 измерительный 1 и опорный 2 чувствительные элементы имеют одинаковую температуру, равную температуре окружающей среды. Емкости С параэлектрических конденсаторов измерительного 1 и опорного 2 чувствительных элементов, определяют по формуле где  — константа, зависящая от диэлектрической проницаемости конденсатора; О— температура Кюри-ВеАса, равны. При этом регулировочными солротивлениями Й1 и Rz (не обозначены) устанавливаются одинаковые частоты f управляемых генераторов 3 и

4, которые могут быть определены из выражения где Q — эффективный коэффициент теплопередачи;

a — константа, зависящая от размеров и свойств материала чувствительных элементов1 и2;

RC — постоянная времени времязадающей цепочки управляемых генераторов 3 и 4.

Поэтому в. исходном состоянии на выходе смесителя 5 сигнал, определяемый по формуле

Af =-а(Т вЂ” Т2) =-а AT, г3) равен нулю. При этом ключ 6 в течение калиброванного промежутка времени, определяемого таймером 7, закрыт, т.е. на цифровой индикатор 8 не проходят импульсы и на нем индицируется нулевой отсчет, 5

При наличии на измерительном чувствительном элементе 1 определенного уровня измеряемой мощности излучения температура параэлектрического конденсатора этого элемента повышается, что приводит к изменению его собственной емкости в соответствии с формулой (1), при этом температура и собственная емкость параэлект-. рического конденсатора опорного чувствительного элемента 2 остается неизменной. Одновременно с этим частоты на выходах управляемых генераторов 3 и 4, определяемые по формуле (2), становятся различными и разностная частота на выходе смесителя 5 равна a(T> — Тг), где Т> и Tz— температуры соответственно измерительного 1 и опорного 2 чувствительных элементов.

Разность температур Л Т пропорциональна мощности падающего излучения Р, т.е, AT=PP, (4) где коэффициент /3эависит от тепловых параметров измерительного 1 и опорного 2 чувствительных элементов, Таким образом, на выходе смесителя 5 возникает сигнал разностной частоты

Af=y, Р, (5) где у — чувствительность измерителя.

Регистр индикатора 8, управляемый ключом 6, осуществляет подсчет числа импульсов. поступивших за время счета, задаваемое таймером 7, т.е. =-Л Лт, (6)

rpe Ь t — время, задаваемое таймером 7.

Это число N периодически высвечивается на индикаторе 8, оно пропорционально (или точно равно с учетом масштаба) мощности светового потока Р или энергии излучения за заданное время Лt.

Использование. изобретения позволяет повысить линейность градуировочной характеристики измерителя и повысить чувствительность измерений примерно в два раза.

Формула изобретения

Измеритель мощности излучения, содержащий измерительный и опорный чувствительные элементы, смеситель, ключ, таймер, индикатор и первый и второй управляемые генераторы, подключенные управляющими входами к первым выходам соответственно измерительного и опорного чувствительных элементов и выходами к первому и второму входам смесителя, выход которого соединен с информационным входом ключа, подсоединенного управляющим входом к. выходу таймера и выходом — к входу индикатора, отличающийся тем, 1695125

Составитель В. Скоробогатова

Редактор А, Долинич Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А Осауленко

Заказ 4154 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 что, с целью повышения чувствительности и линейности, в нем чувствительные элементы выполнены в виде параэлектрических конденсаторов, на одну из обкладок которых нанесен слой поглотителя излучения, и подсоединены вторыми выходами к общим входам обоих управляемых генераторов.