Пирометр спектрального отношения

 

О П И С А Н И-"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

" 688836

Саиз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.03.77 (21) 2463461/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) 11риоритет

Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.09.79 (51) Ы. Кл.

G 01 J 5/60

Государственный комитет (53) УДК 536.52 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. Г. Зубов, А. П. Крышев, К. С. Семенистый и Д. А. Юрковский (i1) Заявитель Физико-механический институт АН Украинской ССР (54) ПИРОМЕТР СПЕКТРАЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ

1, Изобретение относится к технике измере ния низких температур бесконтактным методом по тепловому излучению и может быть использовано, например, в металлургическои промышленности. известны пирометры спектрального отношения, в которых определение цветовой температуры оихроматическим методом связано с измерением логарифма отношения монохроматических интенсивностей излучения оо.ьекта в двух длинах волн (1,2).

Из известных пирометров спектрального отношения наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устроиству является низкотемпературный пирометр )3J, который содержит модулятор светового потока, включающий оптическую систему и обтюратор со светофильтрами, приемник излучения, усилитель и измерительную схему, в состав которой входят две накопительные К(.-цепочки, два ключа, посредством которых накопительные КС-цепочки подключаются к выходу усилителя, дифференцирующая и интегрирующая цепочки, подключаемые с помощью двух ключей к накопительным RC.— öåïo÷êàì, и схему сравнения.

Недостатком прототипа является недостаточная точность измерения низких температур. Как известно, для измерения температуры в низкотемпературной области (4UU — 300 () в качестве приемников излучения применяются фоторезисторы, которые по сравнению с фотоэлементами более чувствительны к тепловому излучению в диапазоне волн инфракрасного излучения. йыходнои сигнал этих приемников излучения, наряду с информационными импульсами с амплитудным значением Ьт и

l0 содержит постоянную составляющую напряжения Up в виде пьедестала, обусловленную темновым током фоторезистора, значение которой достигает нескольких десятков вольт. оез принятия специальных

15 мер по устранению пьедестала пирометр будет обладать большой погрешностью измерения температуры. Устранение указанного пьедестала позволяет повысить точность измерения в низкотемпературной об20 ласти.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения в область низких температур и повышение точности.

11оставленная цель достигается тем, что

25 один из ключей выполнен переключающим, причем его выход соединен со входом измерительной схемы, входы соединены соответственно через конденсатор с выходом усилителя и с общей шиной, другой ключ

30 установлен между незаземленным входом

Ь 88836 переключающего ключа и общей шиной, а управляющие входы ключей соединены с соответствущими выходами блока синхронизации.

На чертеже дана схема предлагаемого пирометра.

Пирометр спектрального отношения содержит модулятор 1 светового потока, приемник 2 излучения, усилитель 3 переменного напряжения, конденсатор 4, блок 5 синхроимпульсов, транзисторные ключи 6 и 7 и измерительную схему 8.

Пирометр работает следующим образом.

Световой поток от объекта, температура которого измеряется, при помощи модулятора 1 светового потока и приемника 2 излучения преобразуется в следующие друг за другом однополярные импульсы напряжения с чередующимися амплитудами Ul н

U с пьедесталом в виде постоянной составляющей Uq При помощи усилителя 3 информационные импульсы усредняются и усиливаются. На выходе усилителя 3 получаются двухполярные импульсы U k и U"k.

В момент появления импульса положительной полярности с амплитудным значением U k синхроимпульс, поступающий с одного выхода блока 5, переводит транзистор 9 переключающего ключа 6 в закрытое, а транзистор 10 — в открытое состояния.

С другого выхода блока 5 синхроимпульс меньшей длительности замыкает ключ 7 на время 0 — tq.

3а промежуток времени 0 — t> на конденсаторе 4 запоминается амплитудное значение напряжения U k. От зарядного тока конденсатора 4 на сопротивлении канала транзисторного ключа 7 образуется напряжение U3, которое является мешающим.

Однако, на вход измерительной схемы это напряжение не поступает, так как в промежутке времени 0 — 1, транзистор 9 переключающего ключа 6 закрыт, а транзистор

10 открыт.

В момент времени t> ключ 7 размыкается, а в момент tk появления импульса U > состояние транзисторов 9 и 10 переключающего ключа 6 изменяется на противоположное. Поэтому в промежуток времени

T — tk ко входу измерительной схемы 8 приложено напряжение заряженного конденсатора 4, равное U и а также через конденсатор 4 импульс напряжения с амплитудным значением U"k. В результате на вход измерительной схемы 8 поступает импульс су м марного напряжения U k+ U"ь ампли5 0

1j

Зо

4о

)) тудklOc значение которого равно амплитуде информационного импульса Uk без пьедестала а.

Процесс восстановления амплитудного значения импульса Uq и всех последующих импульсов аналогичен вышеописанному для импульса Uk.

На вход измерительной схемы 8 поступают информационные импульсы без пьедестала, поскольку управляемые ключи 6 и 7 позволяют его полностью устранить, независимо от величины и изменения, и выделить амплитуды информационных импульсов Uk и U>. Эти импульсы подвергаются функциональному преобр азованию при помощи измерительной схемы 8, обеспечивающей на выходе пирометра напряжение, пропорциональное логарифму отношения амплитудных значений импульсов.

Следовательно, предлагаемый пирометр спектрального отношения позволяет расширить диапазон измерения в область низких температур путем применения фоторезисторов в качестве приемника излучения и повысить при этом точность измерения температурыы.

Формула изобретения

Пирометр спектрального отношения, содержащий модулятор светового потока, приемник излучения, усилитель переменного напряжения, конденсатор, блок синхронизации, два транзисторных ключа и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в область низких температур и повышения точности, один из ключей выполнен переключающим, причем его выход соединен со входом измерительной схемы, а входы соединены соответственно через конденсатор с выходом усилителя и общей шиной, другой ключ установлен между незаземленным входом переключающего ключа и общей шиной, а управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами блока синхронизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гордов A. Н. Основы пирометрии. М., «Металлургия», 1971.

2. Агейкин Д. И, и др. «Датчики контроля и регулирования», М., «Машиностроение», 1965.

3. Лвторское свидетельство М 179033, кл. G 01J 5/60, 1964. — прототип.

688836

Составитель В. Зуев

Техред Т. Писакина

Корректор Л. Орлова

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2106/3 Изд. № 555 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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